聚氯化铝的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚氯化铝的制备方法，包括将粉煤灰经多次循环碱溶再酸溶后产生的废循环酸液与铝酸钙粉在高温搅拌条件下混合反应，得到聚氯化铝浑浊溶液；将聚氯化铝浑浊溶液抽滤得澄清溶液；将澄清溶液在高温常压条件下静置熟化，即得聚氯化铝溶液。本发明专利技术可以作为废酸液处理工艺，降低了粉煤灰中提取铝硅氧化物工艺中产生的废酸对环境的污染，并且生产了高质量的聚氯化铝，属于变废为宝技术。属于变废为宝技术。属于变废为宝技术。

【技术实现步骤摘要】
聚氯化铝的制备方法


[0001]本专利技术涉及化学品的制备
，尤其涉及一种聚氯化铝的制备方法。

技术介绍

[0002]聚合氯化铝(PAC)是20世纪60年代末发展起来的一类新型高分子絮凝剂，具有优越的净水性能，与传统药剂相比，药效较高而价格低，目前正逐步取代硫酸铝而成为应用最广泛的无机絮凝剂之一。国内生产PAC的方法有许多，目前主要以酸溶一步法、酸浸中和两步法、凝胶法、热分解法等为主。常用原料主要有单质铝(铝锭、铝灰、铝屑等各种铝加工下脚料)、含铝矿物(如铝土矿、粘土、高岭土、明矾石、煤矸石等)、铝盐化合物(如三氯化铝、硫酸铝等)、粉煤灰等。
[0003]金属铝溶解法在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。酸法产品中杂质含量偏高，尤其是金属元素含量常超标，产品质量不稳定，设备腐蚀严重。碱法生产由于工艺复杂、投资大、成本高，而且用碱量大,需大量盐酸中和至pH为4～5,应用受到一定限制。中和法则综合了酸法和碱法的优点，其主要机理:铝原料与盐酸反应后,通过铝酸钠调节盐基度,浓缩除盐得产品PAC。中和法的关键在于合成PAC时，铝酸钠和AlCl3溶液之间的配比必须严格控制，大大增加了工艺生产的难度；铝盐化合物AlCl3、Al2(SO4)3等可采用强碱直接碱化，使铝盐水解和聚合制得PAC。该法的关键是铝盐的充分水解，为此可向铝盐溶液不断滴加稀碱溶液，并充分搅拌以避免局部碱过量而产生氢氧化铝沉淀。该法生产设备投资大，由于铝盐价格较昂贵，相对生产成本高，工业生产应用较少；氢氧化铝法工艺的关键是碳酸化分解，分解过程中若条件控制不当，制得凝胶氢氧化铝在盐酸中溶解性不好，或即使溶解，产品的稳定性也不好。分解反应也可利用碳酸氢钠代替二氧化碳。此工艺的优点是生产条件温和，产品质量好。缺点是流程长，生产成本较高。
[0004]综上，现有制备聚氯化铝技术存在生产过程中纯度较低、工艺流程复杂和成本较高等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为以上问题的一个或多个，本专利技术提供一种聚氯化铝的制备方法。采用粉煤灰碱溶后再酸溶用的循环酸液与铝酸钙作为反应物，用于解决现有制备聚氯化铝纯度较低、工艺流程复杂和成本较高等技术问题。且由于循环酸液可以为含铝源的废酸，因此很好的解决了废酸的处理问题。
[0006]根据本专利技术，提供一种聚氯化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将粉煤灰经多次循环碱溶再酸溶处理后的废循环酸液与铝酸钙粉在高温搅拌条件下混合反应，得到聚氯化铝浑浊溶液；将聚氯化铝浑浊溶液抽滤得澄清溶液；将将澄清溶液在高温常压条件下静置熟化，即得聚氯化铝溶液。
[0007]其中，制得聚氯化铝浑浊溶液的步骤包括：将质量分数为90％
‑
99％的铝酸钙粉和质量分数为12％
‑
13％的废循环酸液按照固液质量比为0.5
‑
2:10
‑
14的比例混合。
[0008]其中，制得聚氯化铝浑浊溶液的步骤包括：将铝酸钙粉和废循环酸液在85
‑
100℃条件下，搅拌速率为800
‑
1200r/min进行搅拌反应，搅拌反应时间为1
‑
3小时。
[0009]其中，制得聚氯化铝浑浊溶液的步骤包括：将粉煤灰和氢氧化钠溶液在升温搅拌条件下，进行碱溶反应，得到包含铝酸钠、硅酸钠、莫来石和石英的碱溶产物，反应方程式包括：
[0010]Al2O3+NaOH＝2NaAlO2+H2O
[0011]SiO2+4NaOH＝2Na2SiO3+2H2↑
。
[0012]将碱溶产物和盐酸质量分数为15％
‑
16％的初始酸液继续搅拌升温，酸溶反应得到含有氧化铝的酸液，反应方程式包括：
[0013]4HCl+NaAlO2＝AlCl3+NaCl+2H2O
[0014]Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O
[0015]Na2SiO3+2HCl＝H2SiO3↓
+2NaCl
[0016]将含有氧化铝成分的酸液酸液加入盐酸，调整到质量分数为15％
‑
16％再与新的碱溶产物进行酸溶反应，再次形成含氧化铝酸液；
[0017]循环操作再次形成含氧化铝酸液步骤多次，得到循环酸液。
[0018]其中，每次碱溶反应中，氢氧化钠溶液的浓度为100
‑
120g/L，粉煤灰和氢氧化钠溶液的固液质量比为1:3
‑
4.5，反应温度为80
‑
90℃、反应时间为3
‑
5小时、搅拌速率为800
‑
1000r/min。
[0019]其中，每次酸溶反应中，碱溶产物与盐酸溶液的固液比为1:6
‑
9，反应温度,80
‑
90℃、反应时间为5
‑
7个小时，搅拌速率为800
‑
1000r/min。
[0020]其中，静置熟化的温度为90
‑
95℃，时间为47
‑
52小时
[0021]其中，循环次数为15
‑
25次。
[0022]其中，制得聚氯化铝浑浊溶液的步骤包括：将质量分数为95％的铝酸钙粉和质量分数为13.8％的废循环酸液按照固液质量比为1:12.5的比例混合。
[0023]其中，废循环酸液还包括50
‑
60g/lAl2O3，2
‑
8g/lFe2O3，12
‑
18g/lCaO。
[0024]与现有技术相比，本专利技术存在以下技术优势：
[0025]1、可以作为废酸液处理工艺，降低了粉煤灰中提取铝硅氧化物工艺中产生的废酸对环境的污染，并且生产了高质量的聚氯化铝，属于变废为宝技术。
[0026]2、铝源是处理粉煤灰碱溶后再酸溶的循环酸液，降低了聚氯化铝的生产成本。
[0027]3、本技术方案中只添加了一种固体原料即铝酸钙，因此杂质含量较少，不会造成工业废渣，也不涉及废渣的处理，具有产品纯度高，质量优的技术效果。
[0028]4、本专利技术使用的原料种类少，生产工艺简单，且由于循环酸液中已经有较高浓度的氧化铝，需要的铝酸钙含量较少，具有减少原料消耗，降低生产成本的技术特点。
附图说明
[0029]图1为本专利技术具体实施方式中提供的一种聚氯化铝的制备方法的流程图。
具体实施例
[0030]下面将更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性
实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0031]请参阅图1，一种聚氯化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将粉煤灰经多次循环碱溶再酸溶后产生的废循环酸液与铝酸钙粉在高温搅拌条件下混合反应，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氯化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将粉煤灰经多次循环碱溶再酸溶后产生的废循环酸液与铝酸钙粉在高温搅拌条件下混合反应，得到聚氯化铝浑浊溶液；将聚氯化铝浑浊溶液抽滤得澄清溶液；将澄清溶液在高温常压条件下静置熟化，即得聚氯化铝溶液。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制得聚氯化铝浑浊溶液的步骤包括：将质量分数为90％
‑
99％的铝酸钙粉和质量分数为12％
‑
14％的废循环酸液按照固液质量比为0.5
‑
2:10
‑
14的比例混合。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制得聚氯化铝浑浊溶液的步骤包括：将铝酸钙粉和废循环酸液在85
‑
100℃条件下，搅拌速率为800
‑
1200r/min进行搅拌反应，搅拌反应时间为1
‑
3小时。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制得聚氯化铝浑浊溶液的步骤包括：将粉煤灰和氢氧化钠溶液在升温搅拌条件下，进行碱溶反应，得到包含铝酸钠、硅酸钠、莫来石和石英的碱溶产物，反应方程式包括：Al2O3+NaOH＝2NaAlO2+H2OSiO2+4NaOH＝2Na2SiO3+2H2↑
；将所述碱溶产物和盐酸质量分数为15％
‑
16％的初始酸液继续搅拌升温，酸溶反应得到含有氧化铝的酸液，反应方程式包括：4HCl+NaAlO2＝AlCl3+NaCl+2H2OAl2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2ONa2SiO3+2HCl＝H2SiO3↓
+2NaCl将所述含有氧化铝成分的酸液酸液加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪，豆卫博，杨阳，刘昱璇，
申请(专利权)人：内蒙古蒙泰集团有限公司，
类型：发明
国别省市：