什么是聚合氯化鋁?聚合氯化鋁的制備方法有哪些?

制備PAC的方法有多種,目前實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)的方法只有堿法和酸法。酸法的優(yōu)點是制備工藝簡單,產(chǎn)品穩(wěn)定性較好,投資較少,缺點是制備PAC過程中會產(chǎn)生較大的酸霧。堿法的主要缺點是產(chǎn)品穩(wěn)定性較差,因為采用堿法制備的PAC產(chǎn)品中會有較多的游離堿殘留,容易產(chǎn)生氫氧化鋁凝膠沉淀。目前酸法在我國使用較多,為解決其產(chǎn)品鹽基度不高的問題,會在酸法制備后再増加一道工藝調(diào)堿,即加入鋁酸鈣粉或其他堿性溶液中和多余酸。
根據(jù)生產(chǎn)原料的不同,PAC生產(chǎn)工藝分為四大類:含鋁礦物法、金屬鋁法、氯化鋁法、氫氧化鋁法。
1.含鋁礦物為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁
1)鋁礬土、鋁酸鈣粉生產(chǎn)PAC:我國目前采用最多的方法。鋁礬土中的鋁不能酸溶,需預(yù)處理后才會溶出鋁,所亥方法一般較為復(fù)雜。鋁礬土屬于鋁硅酸鹽類礦物中的一種。生產(chǎn)工藝流程是先將一水軟鋁石礦石粉粹并磨細,然后放在650-8000℃的沸騰爐中燒,中間會生產(chǎn)熟礦粉,在高溫高壓條件下,加入鹽酸與之反應(yīng),為防止反應(yīng)過于激烈,鹽酸應(yīng)緩慢分批次加之,為提高鋁的溶出率,可適當(dāng)加入少許氫氟酸,為提高產(chǎn)品的鹽基度,可加入適量的鋁酸鈣粉。該方法的優(yōu)點是溶出時間較短且溶出率較高。
2)高嶺土生產(chǎn)PAC:我國擁有豐富的高嶺土,且遍布全國,高嶺高嶺土制備PAC最大的優(yōu)點就是成本低廉。目前,我國用其制備聚合氯化鋁的方法主要是酸溶兩步法。該法工藝流程是將高嶺土培燒后與酸反應(yīng),然后調(diào)節(jié)鹽基度。該法優(yōu)點是工藝十分簡單,操作便捷,不足之處是鋁的浸出鋁不高,因此,在賠燒工藝之前,將鹽酸與高嶺土浸泡。鹽酸與高嶺土按比例混合,烘干后將高嶺土研磨,最后與鹽酸在一定配比下反應(yīng)并勻速攬拌。該工藝的反應(yīng)溫度要控制在140—150℃,壓力控制在0.4-0.5MPa,反應(yīng)時間為1.5-2.0h,反應(yīng)結(jié)束后需加入適量的鋁酸鈣粉,目的是調(diào)節(jié)鹽基度,得到液體產(chǎn)品。
3)煤矸石吧生產(chǎn)PAC:采煤過程中產(chǎn)生廢礦石就叫做煤矸石,培燒后主要成為二氧化硅、三氧化二鐵、三氧化二鋁,其質(zhì)量分數(shù)依次為50-60%、3-5%、20-40%。目前我國用其制備聚合氯化鋁的方法主要是酸溶法。酸溶法的主要反應(yīng)式:
2.以氫氧化鋁為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁
用氫氧化鋁制備PAC也是目前國內(nèi)外常用的方法之一,因為氫氧化鋁純度高,所制備所得的聚合氯化鋁產(chǎn)品的重金屬含量就很低。為了解決氫氧化鋁酸溶性不好的缺點,在制備過程中需要對反應(yīng)加溫加壓,只有這樣才能使鋁浸出,浸出液經(jīng)過一定時間熟化、取上清液即為PAC液體產(chǎn)品。只要對反應(yīng)的溫度和壓力控制得當(dāng),可使鋁的溶出率達到90%上。
3.從氯化鋁為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁
沸騰熱解法原理是利用結(jié)晶氯化鋁加熱到一定溫度后發(fā)生熱分解,分解產(chǎn)物是氯化氫與水,最后發(fā)生聚合反應(yīng)產(chǎn)生粉狀聚合氯化鋁。目前我國很少采用該方法,因為相比而言,結(jié)晶氯化鋁在一定溫度條件下可與鋁酸巧粉直接發(fā)生反應(yīng),生成的聚合氯化鋁鹽基度可達80-90%,而且不會產(chǎn)生污染,原料和能源更加節(jié)省。
4.金屬鋁為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁
金屬鋁法所用原料主要來自鋁加工產(chǎn)生的下腳料,如鋁屑、鋁灰、鋁渣和鋁型材廢渣等。制備工藝主要有酸法、堿法和原電池法種。酸法的優(yōu)點是反應(yīng)速度快、工藝流程簡單,操作簡便、且設(shè)備投資較少。缺點是制得的聚合氯化鋁產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量較高,至于產(chǎn)品的質(zhì)量不夠穩(wěn)定,且在制備過程中酸對反應(yīng)設(shè)備的腐蝕較為嚴重。堿法采用較少的主耍原因是制備工藝難度較大,設(shè)備投資高。原電池法工芝是采用電化學(xué)原理,反應(yīng)釜底用金屬材料作陰極,原料鋁屑作陽極,加入鹽酸反應(yīng)制得PAC。故目前該法在國內(nèi)生產(chǎn)廠家應(yīng)用的較少。
更多聚合氯化鋁相關(guān)問題請咨詢:http://www.hqyaoji.com