[发明专利]一种聚合铝的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合铝的制备工艺。

背景技术

聚合氯化铝是一种介于氯化铝和氢氧化铝之间的无机高分子化合物，其通过羟基架桥聚合，分子中带有不同数量的羟基。聚合氯化铝有两种形式，固体聚合氯化铝呈无色或黄色树脂状，氧化铝含量为20％'--40％，固体产品中的架桥吸附性能相对较强。液体聚合氯化铝呈无色或黄褐色透明液体，氧化铝含量为8％以上。聚合氯化铝的色泽由于所含杂质及盐基度大小的不同，呈现出黄褐色、灰黑色、灰白色多种等多种颜色。

聚合氯化铝的物理化学性质有：味酸涩，易溶于水。在水中会水解，同时有电化学、凝聚、吸附和沉淀等过程发生。在110℃以上的环境下，聚合氯化铝会分解为氯化氢和氧化铝。可以与酸性物质反应生成正铝盐。也可以与碱性物质反应生成氢氧化铝或铝酸盐沉淀。聚合氯化铝主要应用在医药、制革、化妆品等方面，并作为造纸上胶剂、耐火材料粘接剂、水泥速凝剂、纺织媒染剂等。聚合氯化铝是目前应用前景最广的絮凝剂之一。作为水处理的絮凝剂，聚合氯化铝具有用量少、沉降速度快、颗粒密实、除色效果等显著特点，其用量比传统的絮凝剂可减少1/3～1/2，使用成本仅为传统絮凝剂的一半左右，是一种目前在国内外广受认可的优良净水剂。

在国外，一般采用精细化工产品作为生产聚合氯化铝的原料。而国内利用自身的矿物资源，广泛采用的含铝原料作为聚合氯化铝的生产原料。国内最初的聚合氯化铝生产采用的原料是铝灰，20世纪70年代这种工艺极为盛行。到了80年代初，又开发出以粘土矿、高岭土矿、煤矸石和铝土矿作为聚合氯化铝生产原料的工艺。这种工艺得到的产品可达到国外的聚合氯化铝产品标准。到了90年代初，我国铝业迅速发展，特别是广西百色的平果县，号称亚洲铝都，其铝资源丰富，已探明储量有2.9亿吨，居全国首位。我国逐步转为采用含铝原料作为生产聚合氯化铝的原料。

概括来说，目前我国聚合氯化铝的生产工艺有两种。第一种方法是以工业合成盐酸、粘土矿熟料(或工业氢氧化铝)和铝酸钙为原料，经过加压或常压反应制取聚合氯化铝产品。第二种方法是以合成盐酸和工业氢氧化铝为原料，通过压溶法生产聚合氯化铝。其中第一种方法后来还增加了铝酸钙调整法对成品进行精制，得出的产品质量可达到国外产品标准要求，而且产品的混凝效果更好，也更易于保存。国外的聚合氯化铝产品以液体产品为主，仅在少数特殊领域使用粉末状固体产品。我国由于远途运输的需要，考虑到固体产品比液体产品更利于保存和运输，我国的聚合氯化铝生产大部分以固体产品居多。所以生产厂家一直在致力于固体产品的技术开发。

聚合氯化铝的生产工艺多种多样，目前主要的工艺有酸法、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。一般都是先得到液体产品，然后将液体产品加以干燥才得到固体聚合氯化铝产品。以此衍生出的干燥方法也多种多样。

我国现有的聚合氯化铝生产工艺主要有以下几种：

l、金属铝法

顾名思义，金属铝法就是以金属铝为原料，主要有铝加工的废料铝屑、铝灰和铝渣等。根据反应条件的不同，又可分为酸法、碱法、中和法三种。目前，采用金属铝法的厂家一般都采用酸法生产。

(1煅法

酸法的优点是：反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便。

酸法的缺点是：杂质含量高，重金属含量容易超标，产品质量不稳定，设备腐蚀严重。

(2)碱法

碱法的特点是：生产工艺难度大，设备投资大，运行成本较高。

(3)中和法

中和法结合了酸法和碱法的工艺特点。工艺相对较简单，操作也方便，但是由于使用的酸碱物质更多，对设备腐蚀也更严重，工艺危险性大。

2、氢氧化铝法

顾名思义，就是使用氢氧化铝作为原料的生产方法。通过过量的活性氢氧化铝和盐酸进行反应，制得盐基度为41.似8.6％的液体聚合氯化铝产品。反应条件是温度和压力。液体产品经浓缩、烘干后即成为固体产品。氢氧化铝法的特点是：工艺简单，但是工艺危险性高，对设备腐蚀严重，产品质量不稳定。

3、三氧化二铝法

三氧化二铝法是以三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等做为生产聚合氯化铝的主要原料。这种方法先制得结晶氯化铝，再通过热解法或中和法得到聚合氯化铝。三氧化二铝法的工艺流程分为焙烧、酸浸、生成聚合氯化铝3步。这种工艺最显著的特点是收率高，生产过程三废排放少，属于环保工艺。

4、结晶氯化铝法