一种高盐基度聚合氯化铝及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高盐基度聚合氯化铝的制备方法，该方法包括，获得聚合氯化铝溶液和纯碱溶液；将纯碱溶液以V*(0.1～3)g/min的速率加入到聚合氯化铝溶液中，并以≥50r/min的速率搅拌，发生聚合反应，获得高盐基度聚合氯化铝。本发明专利技术制备的高盐基度聚合氯化铝中，氧化铝的质量分数为＞10％，盐基度高，为63.44‑87.0％；将其作为江西某自来水厂净化药剂时，处理水浊度为5.11NTU的自来水，在投药量＜5mg*l

【技术实现步骤摘要】
一种高盐基度聚合氯化铝及其制备方法
本专利技术属于聚合氯化铝制备
，尤其涉及一种高盐基度聚合氯化铝及其制备方法。
技术介绍
聚合氯化铝是一种无机物，一种新兴净水材料，无机高分子混凝剂，简称聚铝，英文缩写为PAC(polyaluminumchloride)，它是介于AlCI3和Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物。聚合氯化铝具有吸附、凝聚、沉淀等性能。聚合氯化铝的盐基度是聚铝中重要的指标，特别是针对饮用水级别的聚铝产品，提高聚氯化铝产品的盐基度，可大幅提高生产和使用的经济效益。传统聚合氯化铝的生产工艺流程为：将氢氧化铝和盐酸按一定比例投入反应釜中，在高温高压下反应，通过压滤实现固液分离，滤渣回收，滤液进行强化处理，即得到聚合氯化铝液体产品。该方案由于原料中未使用钙粉，因此产品中重金属杂质含量较少，但所得聚铝白液产品的盐基度较低，为40～50％，应用评价效果与高盐基度聚铝相比较差。天津轻工业学院陈蕴智等以用于合成聚合氯化铝的AlCl3·6H2O和NaOH为原料，在反应釜中水浴加热，滴加适量的NaOH溶液，通过该快速滴碱法制备出了盐基度为60％的聚合氯化铝，并研究了铝浓度及盐基度对聚合氯化铝中铝聚合形态组成的影响。上述的工艺方案以强碱NaOH为原料，在聚合过程中反应剧烈，盐基度提高至60％以上时即产生了氢氧化铝沉淀，抑制了盐基度的提高。CN106186202A的专利申请公开了一种高盐基度高浓度的聚合氯化铝的制备方法，将盐基度为30-45％且三氧化二铝含量为10-14％的聚合氯化铝液体与铝酸钙粉或者铝酸钠原料在密闭反应釜中，温度120-140℃，压力0.2-0.35MPa的条件下熟化2-3天，得到盐基度为65-90％的聚合氯化铝。但是这种方法对反应条件和设备要求高，且制备周期长。CN110255595A的专利公开了一种聚合氯化铝的制备方法，将盐酸溶液和铝矾土的混合溶液在100-105℃下反应150-200min，然后降温至75-85℃加入铝酸钙粉，在75-85℃下保温反应60-120min，调节pH值至3.5-4.0后，获得盐基度为35-95％的聚合氯化铝。但是这种方法制备的聚合氯化铝重金属离子含量较高，不宜用于饮用水级净化。因此，现在亟需一种生产高盐基度聚合氯化铝的方法，以提高生产和使用经济效益。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种高盐基度聚合氯化铝的制备方法，可以制备出高盐基度的聚合氯化铝，用其处理水，用量更少，效果更好，以提高生产和使用经济效益。一方面，本专利技术提供了一种高盐基度聚合氯化铝的制备方法，所述方法包括，获得聚合氯化铝溶液和纯碱溶液；将所述纯碱溶液以V*(0.1～3)g/min的速率加入到温度≥50℃的所述聚合氯化铝溶液中，并以≥50r/min的速率搅拌，发生聚合反应，获得高盐基度聚合氯化铝；其中V表示所述聚合氯化铝溶液的体积。进一步地，所述聚合氯化铝溶液的温度为50～120℃，所述搅拌速率为50-200r/min。进一步地，所述纯碱溶液的质量采用公式计算获得，其中，m纯碱为所述纯碱溶液的质量；ΔB为目标盐基度与所述聚合氯化铝溶液的盐基度之间的差值；m聚铝为所述聚合氯化铝溶液的质量；ωAO为所述聚合氯化铝溶液中氧化铝的质量浓度。进一步地，所述聚合氯化铝溶液与所述纯碱溶液的质量比为6-20：0.9-1.1。进一步地，所述纯碱溶液的加入速率采用公式计算获得，其中，ν纯碱为所述纯碱溶液的加入速率；为50-200；m聚铝表示所述聚合氯化铝溶液的质量。进一步地，所述聚合氯化铝溶液的盐基度为40～50％。进一步地，所述纯碱溶液为饱和纯碱溶液，所述纯碱溶液的质量浓度为15％～30％。进一步地，所述聚合氯化铝溶液中氧化铝的质量浓度为12-15％，纯度＞99.9％。进一步地，所述聚合反应时间为20～240min。另一方面，本专利技术提供了一种高盐基度聚合氯化铝，由上述的高盐基度聚合氯化铝的制备方法制得。本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术提供了一种高盐基度聚合氯化铝及其制备方法，以弱碱-纯碱溶液为盐基度调整剂，聚合氯化铝溶液为原料，通过水热聚合法快速滴碱制备高盐基度高纯聚合氯化铝，使纯碱中的OH-替代聚合氯化铝中的部分Cl-，形成多个单体，多个单体再彼此聚合，形成聚合氯化铝。这种水热聚合反应和缓，可以防止OH-与聚合氯化铝的聚合链因过度聚合导致不断增长直至生成氢氧化铝凝胶。本专利技术制备的高盐基度聚合氯化铝中，氧化铝的质量分数为＞10％，盐基度高，为63.44-87.0％；将其作为江西某自来水厂净化药剂时，处理水浊度为5.11NTU的自来水，在投药量＜5mg*l-1，自来水处理后的pH值为7.49-7.89，余铝含量为0.062-0.120mg*l-1，余浊为0.505-1.015NTU，可将浊度降低90％以上，投药量少，且处理后余铝含量低，余浊低，均符合国标要求，净化处理效果好，具有更好的生产和使用经济效益，且该生产工艺简短，设备投资费用小，应用评价效果良好。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例的一种高盐基度聚合氯化铝的制备方法工艺图。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本专利技术实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：本专利技术提供了一种高盐基度聚合氯化铝的制备方法，结合图1，所述方法包括，S1，获得聚合氯化铝溶液和纯碱溶液；S2，将所述纯碱溶液以V*(0.1～3)g/min的速率加入到温度≥50℃的所述聚合氯化铝溶液中，并以≥50r/min的速率搅拌，发生聚合反应，获得高盐基度聚合氯化铝；其中V表示所述聚合氯化铝溶液的体积。盐基度(Basicity，缩写为B)是衡量聚氯化铝中OH离子的指标，又叫做碱化度，羟铝比。本专利技术中的盐基度为聚氯化铝分子中OH与Al的当量百分比(〔OH〕/〔Al〕×100(％))的三分之一。聚合氯化铝的盐基度越高，其价格越高，但是其生产成本和使用成本非常低，所用，提高聚氯化铝的盐基度可以提高生产和使用的经济效益。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高盐基度聚合氯化铝的制备方法，其特征在于，所述方法包括，/n获得聚合氯化铝溶液和纯碱溶液；/n将所述纯碱溶液以V*(0.1～3)g/min的速率加入到温度≥50℃的所述聚合氯化铝溶液中，并以≥50r/min的速率搅拌，发生聚合反应，获得高盐基度聚合氯化铝；其中V表示所述聚合氯化铝溶液的体积。/n

【技术特征摘要】
1.一种高盐基度聚合氯化铝的制备方法，其特征在于，所述方法包括，
获得聚合氯化铝溶液和纯碱溶液；
将所述纯碱溶液以V*(0.1～3)g/min的速率加入到温度≥50℃的所述聚合氯化铝溶液中，并以≥50r/min的速率搅拌，发生聚合反应，获得高盐基度聚合氯化铝；其中V表示所述聚合氯化铝溶液的体积。


2.根据权利要求1所述的一种高盐基度聚合氯化铝的制备方法，其特征在于，所述聚合氯化铝溶液的温度为50～120℃，所述搅拌速率为50-200r/min。


3.根据权利要求1所述的一种高盐基度聚合氯化铝的制备方法，其特征在于，所述纯碱溶液的质量采用公式计算获得，其中，m纯碱为所述纯碱溶液的质量；ΔB为目标盐基度与所述聚合氯化铝溶液的盐基度之间的差值；m聚铝为所述聚合氯化铝溶液的质量；ωAO为所述聚合氯化铝溶液中氧化铝的质量浓度。


4.根据权利要求1所述的一种高盐基度聚合氯化铝的制备方法，其特征在于，所述聚合氯化铝溶液与所述纯碱溶液的质量比为6-20：0.9-1.1。...

【专利技术属性】
技术研发人员：史立达，范亚昆，王昌义，徐金涛，
申请(专利权)人：中国铝业股份有限公司，中铝山东有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11