[发明专利]铝灰废物再利用生产高纯淡黄色聚合氯化铝生产工艺

权利要求书

1.铝灰废物再利用生产高纯淡黄色聚合氯化铝生产工艺，包括聚合氯化铝生产装置，该装置包括底板（1）、中和罐（2）、上料器（3）和蒸汽发生器（8），其特征在于：所述底板（1）的顶部安装有中和罐（2），所述中和罐（2）的顶部安装有上料器（3）；

所述上料器（3）的内部底壁安装有伸缩管（301），所述伸缩管（301）的内部底壁安装有第一弹簧（302），所述第一弹簧（302）的顶部安装有伸缩柱（303），且伸缩柱（303）的顶部延伸出伸缩管（301）的顶部，所述伸缩柱（303）的外壁安装有导电杆（304），上料器（3）的内壁安装有检测电阻（305）；

所述上料器（3）的内壁安装有称重板（4），所述中和罐（2）的内壁安装有温度检测器（7），所述中和罐（2）的内壁贯穿安装有气压检测器（5），所述底板（1）的顶部安装有蒸汽发生器（8），且蒸汽发生器（8）位于中和罐（2）的一侧，所述气压检测器（5）的内壁安装有固定环（6）；

所述称重板（4）的底部与伸缩柱（303）的顶部连接，称重板（4）的底部安装有出料管（404），出料管（404）的外壁贯穿安装有插板（401），插板（401）的外壁环绕安装有第二弹簧（402），上料器（3）的内壁安装有滑轮（403），且插板（401）、滑轮（403）和伸缩柱（303）通过线缆连接；

所述气压检测器（5）的内壁安装有活动板（501），活动板（501）的外壁安装有第三弹簧（502），且第三弹簧（502）的一端与气压检测器（5）的内壁连接，气压检测器（5）的内壁安装有L型的限位杆（503），且限位杆（503）位于活动板（501）的一侧，气压检测器（5）的外壁设有刻度线；

所述固定环（6）的内壁贯穿安装有检测管（601），检测管（601）的内壁安装有两组密封板（603），密封板（603）的外壁安装有第四弹簧（602），检测管（601）的顶部设置有上气阀（604），上气阀（604）的内部底壁安装有第五弹簧（609），第五弹簧（609）的顶部安装有密封块（610），上气阀（604）的内壁安装有卡块（611），检测管（601）的一端安装有撞击块（606），检测管（601）的外壁安装有按动杆（607），且按动杆（607）的一端延伸出气压检测器（5）的外壁，按动杆（607）的外壁环绕安装有第六弹簧（608），检测管（601）的底部安装有下气阀（605），且下气阀（605）与上气阀（604）的结构相同；

所述温度检测器（7）的外壁贯穿安装有两组导热杆（701），导热杆（701）的外壁安装有气囊（702），气囊（702）的内部填充有热膨胀气体，气囊（702）的外壁安装有弹簧柱（703），弹簧柱（703）的底部安装有激光发射器（704），温度检测器（7）的内壁安装有固定板，固定板的顶部安装有多个信号接收器（705）；

所述蒸汽发生器（8）的顶部安装有控制器（801），蒸汽发生器（8）的内壁安装有风机（802），蒸汽发生器（8）的内壁安装有蒸汽板（803），蒸汽板（803）的顶部设有多个开孔（804），蒸汽发生器（8）的内部底壁安装有防水壳（805），防水壳（805）的内部底壁安装有水泵（806），水泵（806）的输出端安装有出水管，且出水管的一端延伸出防水壳（805）的顶部，水泵（806）的输入端安装有进水管，且进水管的一端延伸出蒸汽发生器（8）的外壁，水泵（806）的外壁安装有电子开关，蒸汽板（803）的底部安装有电子水位检测器（809），且电子水位检测器（809）与电子开关通过导线电性连接，蒸汽发生器（8）的内部底壁安装有金属杆（807），金属杆（807）的外壁环绕安装有电热丝（808）；

所述底板（1）的顶部安装有显示板（101），显示板（101）的正面安装有显示屏（102），显示板（101）的顶部安装有警示灯（103）；

所述中和罐（2）的顶部安装有搅拌电机（201），且搅拌电机（201）的输出端延伸进中和罐（2）的内部，搅拌电机（201）的输出端安装有搅拌杆（202），搅拌杆（202）的外壁环绕安装有搅拌叶（203）；

该聚合氯化铝生产装置的工作步骤如下：

S1.进行上料时，材料从上料器（3）落入到称重板（4）上，随后材料逐渐增加，称重板（4）向下移动带动伸缩柱（303）向下移动，伸缩柱（303）向下移动带动第一弹簧（302）收缩，同时伸缩柱（303）带动导电杆（304）在检测电阻（305）上滑动，实现检测材料重量的功能，接着伸缩柱（303）向下移动带动线缆向下移动，线缆向下移动带动插板（401）从出料管（404）的内部伸出，第二弹簧（402）伸长，材料从出料管（404）流出，实现定量加料的功能；

S2.检测气压时，挤压按动杆（607），按动杆（607）带动检测管（601）移动，检测管（601）带动撞击块（606）撞击活动板（501），检测管（601）进入到中和罐（2）的内部，检测管（601）中的气压为标准大气压，当中和罐（2）内部的气压较高时，中和罐（2）内部的气体冲击密封块（610），密封块（610）带动第五弹簧（609）收缩，外部气体进入到检测管（601）的内部，同时第四弹簧（602）收缩带动密封板（603）移动，通过观察气压检测器（5）外壁的刻度线即可得知当前中和罐（2）中和气压，当中和罐（2）的气压较小时，检测管（601）中的气体从下气阀（605）流向中和罐（2），同理观察刻度线即可得知气压的变换情况；

S3.检测温度时，导热杆（701）将热量传递到气囊（702）中，热膨胀气体膨胀带动气囊（702）膨胀，气囊（702）膨胀带动弹簧柱（703）收缩，弹簧柱（703）收缩带动激光发射器（704）移动，信号接收器（705）接收到信号，当不同位置的信号接收器（705）接收到信号时，代表不同的温度，实现对温度检测的功能，当温度较低时，蒸汽发生器（8）开始工作，电热丝（808）散热，通过金属杆（807）将热量传递到周围的水中，使得水开始蒸发，启动风机（802），风机（802）带动蒸汽流动流向中和罐（2）的内部，实现加热功能；

S4.当电子水位检测器（809）检测到水位较低时，水泵（806）开始工作，水泵（806）通过进水管将外界的水抽入，并从出水管输送到蒸汽发生器（8）的内部，实现自动补水功能；

S5. 聚合氯化铝的生产工艺流程如下，第一步：首先打开尾气吸收系统；尾气吸收系统分三级吸收，第一级吸收用稀硫酸循环吸收少量的氨气；第二级吸收用清水循环吸收，循环水回用；第三级用稀释的液碱循环吸收，循环液回用至第二级吸收塔；

第二步：反应罐加入20吨水，加入1吨盐酸；

第三步：

开动搅拌，转速每分钟45转，加入1吨铝酸钙粉或氧化钙，20公斤氯酸钠；

第四步：

一次性加入计算好量的铝灰，加铝灰时间控制在40分钟内；

第五步：中和反应

蒸汽加热至95°C进行充分反应3个小时，加热时缓慢加入稀释好的盐酸，使铝灰液pH值保持在3.2-3.5之间，3.2-3.5的pH值可以使金属铝、氧化铝和氮化铝生成铝酸钠和氢氧化铝，同时加入的盐酸和氨水形成氯化铵溶液；

部分铝灰液温度在达到70°C之前会有明火出现或者还有少量的氢气产生，在设计聚合反应罐时增加温控自动添加蒸汽装置，蒸汽喷射到反应罐液体表层，同时起到隔绝氧气灭火和稀释氢气的作用；

第六步：铝灰液过滤，铝渣分离

把反应好的铝灰液输送至板框压滤机进行过滤，滤饼收集进行二次反应，反应物为铝酸钠和氢氧化铝；滤液收集储存，滤液的主要成分是氯化铵，滤液输送至带有搅拌的储存罐内加入10%的液体氯化钙去除滤液里的氟化物，生成氟化钙沉淀，上清液就是高纯度的液体氯化铵，氯化铵浓缩结晶后售卖；

第七步：聚合反应

把第六步收集的滤饼加入聚合反应罐和稀释至18-23%含量的盐酸进行聚合反应，聚合反应的温度控制在95°C以内，调整pH值至3.3，波美度38-42之间；聚合反应1-2小时；

第八步：过滤

通过输送泵将聚合反应完成的混浆液体通过二次加压泵打入板框压滤机过滤，过滤后的液体输送至暂存池；暂存液体成淡黄色，喷雾烘干或滚筒烘干后固体成米黄色；二次滤饼输送至洗渣罐洗渣；

第九步：洗渣

二次过滤后收集的滤饼加入少量的水和石灰进行中和搅拌后输送至隔膜板框压滤机进行脱水压滤，滤液收集后回用，滤饼可以第三次和盐酸反应或作为耐火材料和建材使用。