專利名稱：聚合氯化鋁的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水處理技術，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：
聚合氯化鋁是一種多羥基，多核絡合體的陽離子型無機高分子絮凝劑，固體產品外觀為黃色或白色固體粉末，其化學分子式為[Aln(0H)nCl3n_J (式中，0 <m< 3n)，且易溶水，有較強的架橋吸附性，在水解過程中伴隨電化學，凝聚，吸附和沉淀等物理化變化，最終生成Al (OH)3 (OH2)3，從而達到凈化目的。聚合氯化鋁味酸澀，加溫至110°C以上時，發(fā)生分解，陸續(xù)放出氯化氫氣體，最后分解為氧化鋁。聚合氯化鋁的性質是通過下面三個指標來體現的
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為鹽基度或堿化度。一般用羥鋁摩爾比B=
/[Al]百分率表示。鹽基度是聚合氯化鋁最重要的指標之一，與絮凝效果有十分密切的關系。原水濃度越高，鹽度越高，則絮凝效果越好。歸納起來，在原水濁度86 10000mg/L范圍內，聚合氯化鋁最佳鹽基度在40% 90%，且聚合氯化鋁的許多其他特性都與鹽基度有關。②pH值。聚合氯化鋁溶液的pH也是一項重要的指標。它表示溶液中游離狀態(tài)的OF數量。聚合氯化鋁的pH值一般隨鹽基度升高而增大，但對于不同組成的液體，其pH值與鹽基度之間并不存在對應關系。具有相同鹽基度濃度的液體，當濃度不同時，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品有效成分的衡量指標，它與溶液的相對密度有一定的關系，一般說來相對密度越大，則氧化鋁含量越高。聚合氯化鋁黏度與氧化鋁含量有關，隨氧化鋁含量增大黏度增大。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與鹽基度、制造方法、雜質成分以及含量有關。純液體聚合氯化鋁，鹽基度在40%飛0%范圍內時，為淡黃色透明液體，在60%以上時，逐步變?yōu)闊o色透明液體。固聚合氯化鋁，鹽基度在30%以下時為晶狀體，在30%飛0%范圍內時為膠狀物，在60%以上時逐漸變?yōu)椴Ａw或樹脂狀。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。依據現有的工藝制備出的聚合氯化鋁，隨著現在待處理水質問題的越來越嚴重和人們對排放和飲用水質的要求越來越高，已經不能滿足需求，體現出來的問題有聚合條件不穩(wěn)定，使用中處理的效果差異大；鹽基度指標范圍太寬，處理效果和用量差異大；產品純度不夠，里邊所含不溶物過多等。

發(fā)明內容
本發(fā)明所解決的技術問題在于提供一種聚合氯化鋁的生產工藝，以解決上述背景技術中的缺點。本發(fā)明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現
聚合氯化鋁的生產工藝，是通過氧化鋁或鋁與鋁酸鈣兩步聚合，生產聚合氯化鋁絮凝齊U，具體步驟如下。①原料預處理
鹽酸，利用化工廠生產過程中產生的廢酸；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，通過攪拌混合均勻后，送到1200度高溫爐焙燒反應，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，通過攪拌均勻混合后制成磚塊，送到900度高溫爐焙燒反應，降溫備用。
②反應
先將鋁礬土磚塊與水攪拌成糊狀，再依次加入鋁酸鈣粉和鹽酸，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，備用。③產品處理
將上步驟中得反應產物進行沉降處理，即可成為產品聚合氯化鋁水劑以入倉貯存或者包裝出售。在本發(fā)明中的原料準備步驟，所述鋁礬土可采用鋁加工行業(yè)的廢棄下腳料來代替。基于本發(fā)明的工藝流程，產品處理階段里，沉降后的產物可添加干燥工序，使制得的產品為聚合氯化鋁粉劑。有益效果
本發(fā)明嚴格控制生產條件和工藝，改進聚合條件，使產品聚合量穩(wěn)定，聚合量大；通過調整生產中得原料配比，能夠控制產品的鹽基度，使產品處理效果好，起礬花大，沉降凈化速度快，鹽基度、PH值指標高，應用領域廣；同時，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。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現的技術手段、創(chuàng)作特征、工藝條件易于明白了解，下面對本發(fā)明進行進一步的闡述。本發(fā)明所述聚合氯化鋁的生產工藝，其流程為原料預處理、反應和產品處理，具體反應為兩步法反應，其反應式為
第一步A1(0H)3+2HC1=A1C13+2H20
Al (OH) 3+HCl=Al (OH) 2C1+H20
在一定溫度與壓力下又進一步縮合反應如下
Al(OH)2Cl+ AICI3=AI2(Oh)2CI4
第二步加入CaO Al2O3進一步聚合反應生成高鹽基主聚合招。Ca0+2H20=Ca (OH) 2CaO A1203+4H20=2A1 (OH) 3+ Ca (OH) 2Al2(OH)2Cl4 + Ca(OH)2= Al2(OH) 4C12+3H20 +CaCl2Al2(OH)2Cl4 + Al (OH) 3= Al3(OH)5Cl4Al2(OH)2Cl4 + 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，在水處理過程中發(fā)生水解和聚合反應過程；水中的膠體顆粒能強烈吸附水解和聚合反應過程中出現的各種多核羥基絡離子。被吸附的帶正電的多核羥基絡離子能夠壓縮雙電層，降低動電位；同時進行著架橋作用。多核聚合物為兩個以上的膠體顆粒所共同吸附，將兩個或多個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。絮凝劑最終形成的聚合度很大的Al(OH)3將使絮凝過程加速，絮凝由小變大。混凝作用表現為a、水中膠體物質的強烈電中和作用山、水解產物對水中懸浮物的優(yōu)良架橋吸附作用；c、對溶解性物質的選擇性吸附作用。本發(fā)明的工藝流程的最終產物聚合氯化鋁絮凝劑的的使用方法為①將固體產品 按I :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用量可根據原水的不同渾濁度，測定最佳投藥量，一般原水濁度在100-500mg/L時，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。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(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)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.聚合氯化鋁的生產工藝，其特征在于，是通過氧化鋁或鋁與鋁酸鈣兩步聚合，生產聚合氯化鋁絮凝劑，具體步驟如下 ①原料預處理 鹽酸，利用化工廠生產過程中產生的廢酸；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，通過攪拌混合均勻后，送到1200度高溫爐焙燒反應，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，通過攪拌均勻混合后制成磚塊，送到900度高溫爐焙燒反應，降溫備用； ②反應 先將鋁礬土磚塊與水攪拌成糊狀，再依次加入鋁酸鈣粉和鹽酸，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，備用； ③產品處理 將上步驟中得反應產物進行沉降處理，即可成為產品聚合氯化鋁水劑以入倉貯存或者包裝出售。
2.根據權利要求I所述的聚合氯化鋁的生產工藝，其特征在于，在本發(fā)明中的原料準備步驟，所述鋁礬土可采用鋁加工行業(yè)的廢棄下腳料來代替。
3.根據權利要求I所述的聚合氯化鋁的生產工藝，其特征在于，在本發(fā)明中的產品處理階段里，沉降后的產物可添加干燥工序，使制得的產品為聚合氯化鋁粉劑。
全文摘要
聚合氯化鋁的生產工藝，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處理，水解和聚合反應，產品處理得到聚合氯化鋁水劑和粉劑產品。本發(fā)明嚴格控制生產條件和工藝，改進聚合條件，使產品聚合量穩(wěn)定，聚合量大；通過調整生產中得原料配比，能夠控制產品的鹽基度，使產品處理效果好，起礬花大，沉降凈化速度快，鹽基度、PH值指標高，應用領域廣；同時，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。
文檔編號C01F7/56GK102701251SQ201210223310
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權日2012年7月2日
發(fā)明者潘遠東 申請人:廣西宇泉水務環(huán)保工程有限公司