[发明专利]高盐基性氯化铝及其制备方法

说明书

高盐基性氯化铝，其组成为：Si/Al₂O₃(摩尔比)=0.001~0.1、M/Al₂O₃(摩尔比)=0.1~1.2(M表示碱金属的摩尔数)、E/Al₂O₃(摩尔比)=0~0.3(E表示碱土金属的摩尔数)、Cl/Al₂O₃(摩尔比)=1.0~3.0、SO₄/Al₂O₃(摩尔比)=0~0.08；和高盐基性氯化铝的制备方法，其特征在于，包括：第一工序，使盐基度为40~65%的碱式氯化铝第一溶液和含有碱金属硅酸盐的碱溶液反应生成氧化铝凝胶；第二工序，将在第一工序中得到的氧化铝凝胶添加并溶解在盐基度为40~55%的碱式氯化铝第二溶液中；和第三工序，在30~60℃下进行熟化。

技术领域

本发明涉及工业排水·用水、上下水等的水处理用凝聚剂所使用的高盐基性氯化铝(高塩基性塩化アルミニウム)，进一步涉及一种保管稳定性优异的高盐基性氯化铝，其既可应对基于要处理的水的各种类的pH、碱度(alkalinity)、溶解离子、浊度等的广泛变动，并且也可应对保管时大的温度变化。

背景技术

关于作为水处理用凝聚剂的碱式氯化铝，通常使盐酸和氧化铝水合物反应，生成碱式氯化铝，并向其中添加硫酸或水溶性硫酸盐来制备含硫酸盐的碱式氯化铝(PAC)。

具体而言，为以下方法：根据作为目标的盐基度(basicity)，将盐酸和氧化铝水合物投入高压釜中，在约120℃~约200℃下，搅拌约30分钟~约1小时，由此合成碱式氯化铝，接着在冷却后向其中添加硫酸或水溶性硫酸盐，从而制备含硫酸盐的碱式氯化铝。

如上所述得到的PAC的盐基度为50%左右，因此通过含有硫酸根，使凝聚性能提高，但并不能完全应对pH、碱度、溶解的离子、浊度等不同的各种水，应用范围狭窄。

因此，期待通过提高盐基度而提高凝聚性能，来得到可应对基于水的种类的广泛的物性变动的碱式氯化铝。

关于高盐基度的碱式氯化铝的制备方法，在专利文献1中公开了盐基度为60~80%的含有硫酸根的高盐基性氯化铝溶液的制备方法，其特征在于，由以下工序构成：(1) 第一工序，使盐基度低于50%的碱式氯化铝溶液与作为碱的碳酸盐、或碱金属铝酸盐溶液与碳酸盐的混合溶液中的任一种以所需的比例同时添加混合反应而生成氧化铝凝胶；(2) 第二工序，将在第一工序中得到的氧化铝凝胶溶解在盐基度低于50%的碱式氯化铝溶液中；(3) 第三工序，向在第二工序中得到的碱式氯化铝溶液中添加水溶性硫酸盐。如上所述得到的高盐基性氯化铝若与以往的碱式氯化铝(PAC)相比，则对基于大范围的广泛的物性变动的水处理有一定程度的改善效果，但并不充分。另外，关于稳定性，反而有劣化的倾向。

关于稳定性，已知与添加的硫酸根有关。例如在专利文献2中记载了：添加的硫酸根影响稳定性，为了使铝离子不发生水解反应，考虑盐基度、Al₂O₃浓度而在60℃以下添加SO₄。

另外，在专利文献3中，在PAC中含有的硫酸根离子提高PAC的凝聚性能的另一方面，若PAC中的硫酸根离子浓度升高，则阻碍PAC的稳定性，在保存时产生液体的白浊、进而凝胶化等的问题。因此，PAC中含有的硫酸根离子浓度有限度，在氯化铝的日本工业规格(JIS) K1475中记载了将铝(以Al₂O₃计)含量的范围规定为10.0~11.0%，将盐基度的范围规定为45~65%，将硫酸根离子含量规定为3.5%以下。

另外，记载了：对于清洗后的清洗水排水等，有只含有1mg/L以下的硫酸根离子的情况，即使将铝盐系的以往的PAC注入这样的硫酸根离子浓度为1mg/L以下的被处理水中，也不能良好地进行被处理水中的悬浮物质或溶解性有机物等的凝聚。