[发明专利]一种聚合氯化铝的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合氯化铝的生产方法，属于水处理化学品领域。

背景技术

在水处理领域中，絮凝法净化水是最古老的固液分离方法之一，由于其适用性广、工艺简单、处理成本低等特点，絮凝法目前仍广泛应用于饮用水、生活污水和工业废水处理中。

聚合氯化铝（PAC）在水处理中是一种高效的无机高分子絮凝剂，化学通式为[Al₂(OH)_nCl_6-n]_m，主要通过压缩双层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使水中细微悬浮粒子和胶体粒子脱稳、聚集、絮凝、混凝、沉淀达到净化处理效果。聚合氯化铝具有絮体形成快、沉淀性能好，水中碱度消耗少，特别是对水温、pH值、浊度和有机物含量变化适应性强等优点，其性能优于传统的低分子无机盐类如硫酸铝、硫酸亚铁等，在水处理中使用聚合氯化铝替代传统铁、铝盐絮凝剂，可显著地提高净水效能，减少投药量，降低处理成本，改善出水水质。聚合氯化铝广泛应用于饮用水、工业用水和污水处理领域，是当前工业生产技术最成熟、效能最高、应用最为广泛、市场销量最大的无机高分子絮凝剂品种。

聚合氯化铝的合成原料很多，根据原料的来源，可大致分为3类：一类为含铝矿石包括铝土矿、高岭土、铝酸钙粉、煤矸石、焦宝石、明矾石等；二类为工业废物包括铝屑、铝灰、铝渣、废铝箔、三氯化铝废水等；三类为化工产品及中间体包括结晶氢氧化铝、三氯化铝、铝酸钠等。

聚合氯化铝的合成方法按照原料的不同，可分为金属铝法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝法、氯化铝法等；按照生产工艺的不同可分为酸法、碱法、中和法、热解法、加压反应法、混凝胶法、电渗析法、电解法等。

从生产原料来看，以铝屑、铝灰及铝渣等原料制备聚合氯化铝产品，工艺较为简单，早期发展较为迅速，但近年来由于含铝屑、铝灰等含铝材料的价格上涨，以及利用其生产其它具有更高价值的含铝产品的出现，用此原料生产聚合氯化铝已日益减少。以氢氧化铝、氯化铝为原料生产成本太高，故目前国内一般采用含铝矿物为原料制备聚合氯化铝。

从生产工艺来看，制备聚合氯化铝方法很多，但实现一定规模工业化生产的是酸法和碱法；其中由于生产成本、氧化铝溶出率等问题，酸法实际应用较碱法多，且酸法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便等优点。综合来看，以含铝矿物为原料，酸法生产聚合氯化铝是目前应用最广、成本最低、设备最简单的方法。     但是以含铝矿物为原料，酸法生产聚合氯化铝时，由于含铝矿物一般成分复杂，并需经过破碎等加成粉末；且粉末越细，氧化铝溶出率越高，而相应水不溶物等杂质也就越难沉淀。因此如何有效降低水不溶物，加快沉淀速度是该法生产聚合氯化铝急需解决的难点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚合氯化铝的生产方法。

本发明是这样实现的：一种聚合氯化铝的生产方法，其特征在于：将工业盐酸加入到反应釜中，边搅拌边加入铝灰，再加入催化剂，通蒸汽升温进行反应，反应温度控制在85-95℃，反应时间1-1.5小时；停蒸汽，将铝酸钙粉加入反应釜中，控制温度在95-115℃，反应1-1.5小时，通过铝酸钙粉的加入量控制产品的盐基度。反应结束时加入沉淀促进剂，搅拌均匀沉淀12-14小时后将上层液体转移至成品池，得到液体聚合氯化铝产品；具体的工艺配方为（重量百分比）：铝酸钙粉：15-17%，铝灰：13-15%，20%盐酸：60%，水:10%，催化剂：20-50ppm，沉淀促进剂：20-50ppm。

本发明中所使用的催化剂为重铬酸钾。

本发明所述的沉淀促进剂为聚丙烯酸盐。

本发明针对采用铝酸钙粉、铝灰原料与工业盐酸反应生产聚合氯化铝方法中存在的水不溶物含量高、沉淀速度慢等急需解决的难点问题，在反应前加入催化剂，反应结束时加入沉淀剂加速沉淀，十分有效地将产品水不溶物由原来的1.0%以上降低至0.3%以下，并将产品的沉淀时间由原来的5-7天下降至12-14小时，大大减少沉淀时间，提高了生产效率，降低了生产成本，具有很好的推广使用价值。

具体实施方式

实施例1：

将3.5吨20%工业盐酸按配方加入反应釜，开启搅拌；往反应釜中加入铝灰0.9吨，开蒸汽升温，再加入160克重铬酸钾催化剂，反应80min，温度控制在95℃；停蒸汽，加入铝酸钙粉0.9吨，继续反应70min，控制温度在110℃；加入120克聚丙烯酸盐沉淀促进剂，搅拌均匀沉淀12小时后将上层液体泵至成品池即得产品。

实施例2：

将7吨20%工业盐酸按配方加入反应釜，开启搅拌；往反应釜中加入铝灰1.8吨，开蒸汽升温，再加入300克重铬酸钾催化剂，反应90min，温度控制在90℃；停蒸汽，加入铝酸钙粉1.8吨，继续反应80min，控制温度在100℃；加入250克聚丙烯酸盐沉淀促进剂，搅拌均匀沉淀14小时后将上层液体泵至成品池即得产品。