摘要：聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，提供了一種用于水處理的絮凝劑聚合氯化鋁的制備工藝，工藝流程步驟為原材料鹽酸、鋁酸鈣粉和鋁礬土的預(yù)處理，水解和聚合反應(yīng)，產(chǎn)品處理得到聚合氯化鋁水劑和粉劑產(chǎn)品。本發(fā)明嚴(yán)格控制生產(chǎn)條件和工藝，改進(jìn)聚合條件，使產(chǎn)品聚合量穩(wěn)定，聚合量大；通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)中得原料配比，能夠控制產(chǎn)品的鹽基度，使產(chǎn)品處理效果好，起礬花大，沉降凈化速度快，鹽基度、PH值指標(biāo)高，應(yīng)用領(lǐng)域廣：同時(shí)，采用加工行業(yè)的廢棄物作為原料，節(jié)約材料，減少污染，降低成本，節(jié)能環(huán)保。
1.聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，其特征在于，是通過(guò)氧化鋁或鋁與鋁酸鈣兩步聚合，生產(chǎn)聚合氯化鋁絮凝劑，具體步驟如下：
① 原料預(yù)處理：
鹽酸，利用化工廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢酸；鋁酸鈣粉，以鋁礦石作為原材料，將含鋁量45%左右的鋁礦石和石灰石分別采用雷蒙磨磨成100目，按照60%鋁礦石顆粒，40%石灰石顆粒的比例，通過(guò)攪拌混合均勻后，送到1200度高溫爐焙燒反應(yīng)，降溫后備用；鋁礬土，以鋁礦石作為原材料，將含鋁量25%左右的鋁礦石和無(wú)煙煤分別采用雷蒙磨磨成100目，按照70%鋁礦石顆粒，30%石灰石顆粒的比例，通過(guò)攪拌均勻混合后制成磚塊，送到900度高溫爐焙燒反應(yīng)，降溫備用；
② 反應(yīng)：
先將鋁礬土磚塊與水?dāng)嚢璩珊隣睿僖来渭尤脘X酸鈣粉和鹽酸，其中，鋁礬土量為35%，鋁酸鈣粉含量為35%，鹽酸含量為30%，充分反應(yīng)，備用；
③ 產(chǎn)品處理：
將上步驟中得反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行沉降處理，即可成為產(chǎn)品聚合氯化鋁水劑以入倉(cāng)貯存或者包裝出售。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在本發(fā)明中的原料準(zhǔn)備步驟，所述鋁礬土可采用鋁加工行業(yè)的廢棄下腳料來(lái)代替。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在本發(fā)明中的產(chǎn)品處理階段里，沉降后的產(chǎn)物可添加干燥工序，使制得的產(chǎn)品為聚合氯化鋁粉劑。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)，具體為一種用于水處理的絮凝劑聚合氯化鋁的制備工藝。
背景技術(shù)
聚合氯化鋁是一種多羥基，多核絡(luò)合體的陽(yáng)離子型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，固體產(chǎn)品外觀為黃色或白色固體粉末，其化學(xué)分子式為：[Aln(OH)nCl3n-m](式中，0＜m＜3n)，且易溶水，有較強(qiáng)的架橋吸附性，在水解過(guò)程中伴隨電化學(xué)，凝聚，吸附和沉淀等物理化變化，較終生成Al(OH)3(OH2)3，從而達(dá)到凈化目的。聚合氯化鋁味酸澀，加溫至110℃以上時(shí)，發(fā)生分解，陸續(xù)放出氯化氫氣體，較后分解為氧化鋁。
聚合氯化鋁的性質(zhì)是通過(guò)下面三個(gè)指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)的：
① 鹽基度。聚合氯化鋁中某種形態(tài)的羥基化程度或堿化的程度稱(chēng)為鹽基度或堿化度。一般用羥鋁摩爾比B=[OH]/[A1]百分率表示。鹽基度是聚合氯化鋁較重要的指標(biāo)之一，與絮凝效果有十分密切的關(guān)系。原水濃度越高，鹽度越高，則絮凝效果越好。歸納起來(lái)，在原水濁度86-10000mg/L范圍內(nèi)，聚合氯化鋁較佳鹽基度在40%-90%，且聚合氯化鋁的許多其他特性都與鹽基度有關(guān)。
② pH值。聚合氯化鋁溶液的pH也是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。它表示溶液中游離狀態(tài)的OH-數(shù)量。聚合氯化鋁的pH值一般隨鹽基度升高而增加，但對(duì)于不同組成的液體，其pH值與鹽基度之間并不存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。具有相同鹽基度濃度的液體，當(dāng)濃度不同時(shí)，其pH值也不同。
③ 氧化鋁含量。聚合氯化鋁中氧化鋁含量是產(chǎn)品有效成分的衡量指標(biāo)，它與溶液的相對(duì)密度有一定的關(guān)系，一般說(shuō)來(lái)相對(duì)密度越大，則氧化鋁含量越高。聚合氯化鋁黏度與氧化鋁含量有關(guān)，隨氧化鋁含量增加黏度增加。相同條件下，相同濃度氧化鋁條件下，聚合氯化鋁的粘度要低于硫酸鋁，更有利于輸送和使用。
聚合氯化鋁的外觀性質(zhì)與鹽基度、制造方法、雜質(zhì)成分以及含量有關(guān)。純液體聚合氯化鋁，鹽基度在40%-60%范圍內(nèi)時(shí)，為淡黃色透明液體，在60%以上時(shí)，逐步變?yōu)闊o(wú)色透明液體。固聚合氯化鋁，鹽基度在30%以下時(shí)為晶狀體，在30%-60%范圍內(nèi)時(shí)為膠狀物，在60%以上時(shí)逐漸變?yōu)椴Ａw或樹(shù)脂狀。而用鋁土或黏土礦制造的聚合氯化鋁色澤為黃色至褐色透明液體。
依據(jù)現(xiàn)有的工藝制備出的聚合氯化鋁，隨著現(xiàn)在待處理水質(zhì)問(wèn)題的越來(lái)越嚴(yán)重和人們對(duì)排放和飲用水質(zhì)的要求越來(lái)越高，已經(jīng)不能滿足需求，體現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題有：聚合條件不穩(wěn)定，使用中處理的效果差異大；鹽基度指標(biāo)范圍太寬，處理效果和用量差異大；產(chǎn)品純度不夠，里邊所含不溶物過(guò)多等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，是通過(guò)氧化鋁或鋁與鋁酸鈣兩步聚合，生產(chǎn)聚合氯化鋁絮凝劑，具體步驟如下。
① 原料預(yù)處理：
鹽酸，利用化工廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢酸；鋁酸鈣粉，以鋁礦石作為原材料，將含鋁量45%左右的鋁礦石和石灰石分別采用雷蒙磨磨成100目，按照60%鋁礦石顆粒，40%石灰石顆粒的比例，通過(guò)攪拌混合均勻后，送到1200度高溫爐焙燒反應(yīng)，降溫后備用；鋁礬土，以鋁礦石作為原材料，將含鋁量25%左右的鋁礦石和無(wú)煙煤分別采用雷蒙磨磨成100目，按照70%鋁礦石顆粒，30%石灰石顆粒的比例，通過(guò)攪拌均勻混合后制成磚塊，送到900度高溫爐焙燒反應(yīng)，降溫備用。
② 反應(yīng)：
先將鋁礬土磚塊與水?dāng)嚢璩珊隣睿僖来渭尤脘X酸鈣粉和鹽酸，其中，鋁礬土量為35%，鋁酸鈣粉含量為35%，鹽酸含量為30%，充分反應(yīng)，備用。
③ 產(chǎn)品處理：
將上步驟中得反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行沉降處理，即可成為產(chǎn)品聚合氯化鋁水劑以入倉(cāng)貯存或者包裝出售。
在本發(fā)明中的原料準(zhǔn)備步驟，所述鋁礬土可采用鋁加工行業(yè)的廢棄下腳料來(lái)代替。
基于本發(fā)明的工藝流程，產(chǎn)品處理階段里，沉降后的產(chǎn)物可添加干燥工序，使制得的產(chǎn)品為聚合氯化鋁粉劑。
有益效果：
本發(fā)明嚴(yán)格控制生產(chǎn)條件和工藝，改進(jìn)聚合條件，使產(chǎn)品聚合量穩(wěn)定，聚合量大；通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)中得原料配比，能夠控制產(chǎn)品的鹽基度，使產(chǎn)品處理效果好，起礬花大，沉降凈化速度快，鹽基度、PH值指標(biāo)高，應(yīng)用領(lǐng)域廣；同時(shí)，采用加工行業(yè)的廢棄物作為原料，節(jié)約材料，減少污染，降低成本，節(jié)能環(huán)保。
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、工藝條件易于明白了解，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。
本發(fā)明所述聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，其流程為原料預(yù)處理、反應(yīng)和產(chǎn)品處理，具體反應(yīng)為兩步法反應(yīng)，其反應(yīng)式為：
一步：Al(OH)3+2HCl=AlCl3+2H2O
Al(OH)3+HCl=Al(OH)2Cl+H2O
在一定溫度與壓力下又進(jìn)一步縮合反應(yīng)如下：
Al(OH)2Cl+AlCl3=Al2(OH)2Cl4
二步：加入CaO·Al2O3進(jìn)一步聚合反應(yīng)生成高鹽基主聚合鋁。
CaO+2H2O=Ca(OH)2CaO·Al2O3+4H2O=2Al(OH)3+Ca(OH)2
Al2(OH)2Cl4+Ca(OH)2=Al2(OH)4Cl2+3H2O+CaCl2
Al2(OH)2Cl4+Al(OH)3=Al3(OH)5Cl4
Al2(OH)2Cl+Al3(OH)5Cl4=Al5(OH)9Cl6
聚合氯化鋁是由鋁礬土與鋁酸鈣粉兩步共聚合而成。氧化鋁的含量高，在水處理過(guò)程中發(fā)生水解和聚合反應(yīng)過(guò)程；水中的膠體顆粒能強(qiáng)烈吸附水解和聚合反應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)的各種多核羥基絡(luò)離子。被吸附的帶正電的多核羥基絡(luò)離子能夠壓縮雙電層，降低動(dòng)電位；同時(shí)進(jìn)行著架橋作用。多核聚合物為兩個(gè)以上的膠體顆粒所共同吸附，將兩個(gè)或多個(gè)膠體顆粒架橋連接等。這些屬于膠體顆粒的聚集作用，從而逐步形成絮凝體。絮凝劑較終形成的聚合度很大的Al(OH)3將使絮凝過(guò)程加速，絮凝由小變大。混凝作用表現(xiàn)為：a、水中膠體物質(zhì)的強(qiáng)烈電中和作用；b、水解產(chǎn)物對(duì)水中懸浮物的優(yōu)良架橋吸附作用；c、對(duì)溶解性物質(zhì)的選擇性吸附作用。
本發(fā)明的工藝流程的較終產(chǎn)物聚合氯化鋁絮凝劑的的使用方法為：
①將固體產(chǎn)品按1：3加水溶解為液體后，再10-30倍清水稀釋成所需濃度后使用；
②用量可根據(jù)原水的不同渾濁度，測(cè)定較佳投藥量，一般原水濁度在100-500mg/L時(shí)，每千噸投加量為10-20kg。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
