[发明专利]一种聚合氯化铝的制备方法及其所得聚合氯化铝和用途

说明书

本发明公开了一种聚合氯化铝的制备方法及其所得聚合氯化铝和用途。该方法包括：在盐酸中加入高铝粉煤灰进行溶出反应，得到氯化铝溶液；在氯化铝溶液中加入电石渣或氢氧化钙，调节pH值＝3.5～5.0，进行聚合反应，得到液体聚合氯化铝，聚合反应时的温度是40～110℃。本发明采用高铝粉煤灰进行溶出反应所得溶出液中铝离子浓度已经较高，质量分数指标符合国家标准GB/T 22627‑2014，聚合反应中无需额外添加含铝物质如铝酸钙，仅需要加入电石渣/氢氧化钙调节pH值即可，降低了对铝矿石的消耗，减少了生产成本，实现了废物综合利用；聚合时温度达到40℃即可，聚合反应条件要求降低，所需电石渣/氢氧化钙的量非常少。

技术领域

本发明是关于无机高分子混凝剂制备技术领域，特别是关于一种聚合氯化铝的制备方法及其所得聚合氯化铝和用途。

背景技术

聚合氯化铝的简称是聚铝，英文缩写为PAC(poly aluminum chloride)，它是介于AlCl₃和Al(OH)₃之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为[Al₂(OH)_nCl_6-n·xH₂O]_m(m≤10，n＝1～5)，用作无机高分子混凝剂，是一种新兴净水材料。聚合氯化铝用于水处理具有稳定性好，适应水域宽，水解速度快，吸附能力强，形成矾花大，质密沉淀快，出水浊度低，脱水性能好等优点。

现有聚合氯化铝的制备工艺是将铝矾土与盐酸进行溶出反应，所得氯化铝溶液再与铝酸钙进行聚合反应制得聚合氯化铝。其中，铝酸钙的成分是Al₂O₃和CaO，其中Al₂O₃可以提高反应液中铝的含量，CaO能够提高反应液的pH值，使反应物容易进行聚合反应。但是该工艺中，铝矾土与盐酸进行溶出反应后所得铝含量不高，如果以氧化铝为标准进行折算，氧化铝的质量分数一般低于6％。因此，在聚合反应中需要进一步补充铝的含量，上述工艺正是由于铝酸钙的成分是Al₂O₃提高了聚合反应时铝的含量。另外，该反应需要大量的铝酸钙，铝酸钙是有氧化钙和氧化铝在高温下烧结而成的，需要消耗大量的铝矿石，生产成本也很高。

粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。而高铝粉煤灰中Al₂O₃的含量比较高，其中Al₂O₃的质量分数一般高于35％。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

电石渣，又称电石泥，电石水解获取乙炔气后的以Ca(OH)₂为主要成分的废渣，大多数PVC生产厂家将电石渣浆经重力沉降分离后，上清液循环利用，电石渣经进一步脱水，其含水率仍达40％-50％，呈浆糊状，在运输途中易渗漏污染路面，长期堆积不但占用大量土地，而且对土地有严重的侵蚀作用。因此，要想从根本上解决问题，只有在技术上谋求突破，寻求新的治理工艺，综合利用，化害为利，变废为宝。

针对现有技术在溶出反应时铝含量过低、铝矿石消耗过高、生产成本过大的问题，本发明提出了一种采用高铝粉煤灰和电石渣制备聚合氯化铝的方法。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容