專利名稱：一種聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法，該方法生產(chǎn)出來的聚合氯化鋁凈水劑具 有優(yōu)良的凈水性能和廣泛的應(yīng)用范圍。
背景技術(shù)：
粉煤灰是工業(yè)用煤燃燒后的殘余物，主要成分為Si02、A1203、Fe203、CaO、MgO、K2O, Na2O等和其它多種微量元素。其中Si02、Al2O3的含量高達80%，是重要的硅、鋁原料來源。 由于煤燃燒后粉煤灰處于高溫流態(tài)化，經(jīng)過驟冷，使其結(jié)構(gòu)形成近程有序，遠程無序的玻璃 態(tài)固體物質(zhì)，主要以SiO2-Al2O3鍵合。這種結(jié)構(gòu)決定了其中的鋁、硅在通常的情況下較難溶 出。人們采用不同的方法試圖解決這一問題。常見的方法有高溫熔融、酸解、氟銨助溶等。 目前在利用粉煤灰開發(fā)制備各種新型處理劑的研究已經(jīng)取得了一些進展。例如，以粉煤灰 為主要原料制備的聚氯硫酸鋁鐵，是一種新型復(fù)合絮凝劑，實驗表明，其兼有鋁鹽類絮凝劑 和鐵鹽類絮凝劑的特性，具有優(yōu)良的凈水性能和廣泛的應(yīng)用范圍。俞尚清等用粉煤灰制取 了聚硅酸氯化鋁鐵絮凝劑，并將其用于染色廢水的處理中，結(jié)果表明脫色和去除COD的效 果均較好。夏暢斌等用酸浸粉煤灰處理制革廢水，結(jié)果表明SS、COD、硫化物和鉻的去除率 都很高。國外有研究在90°C下采用堿溶、酸浸工藝對粉煤灰進行改性處理，制得的絮凝劑用 于造紙廢水處理，其脫色率和COD去除率均高于市售的聚鋁和三氯化鋁，而且自制絮凝劑 處理廢水具有沉降速度快，污泥體積小的特點。另外，對用酸浸的方法從粉煤灰中提取鋁的 動力學(xué)機制也有相應(yīng)的研究。目前，我國有活性白土廠100多家，年生產(chǎn)活性白土與顆粒白土近20萬噸，主要 用于礦物油、動植物油脂脫色和石油化工催化劑等。其酸性廢水是硫酸與膨潤土在高溫條 件下反應(yīng)制備顆粒白土和活性白土中的母液。有5% -10%的硫酸和大量的Al3+，其次是 Fe3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+等離子。若直接排放，既會造成資源的大量浪費，也會對周圍環(huán) 境造成很大的影響。利用活性白土生產(chǎn)過程中的廢酸液，制備符合要求的凈水劑，既解決廢 水排放產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，又達到資源回收綜合利用的目的，正好符合當(dāng)今節(jié)能減排，循 環(huán)經(jīng)濟的環(huán)境治理策略。在發(fā)表的文獻中，很少有人對用粉煤灰制備凈水劑的方法進行技術(shù)經(jīng)濟評價，也 就是從工業(yè)應(yīng)用的需要出發(fā)提出粉煤灰利用的具體建議。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法，用粉煤灰部分替代鋁礬土，同時 使用生產(chǎn)活性白土過程產(chǎn)生的酸性廢水來生產(chǎn)聚合氯化鋁，隨著鋁礬土價格逐漸上漲，此 法可以節(jié)約成本，同時使粉煤灰再資源化，為制備凈水劑聚合氯化鋁提供原料，既解決環(huán)境 污染問題，又達到資源回收綜合利用的目的。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)實現(xiàn)的—種聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于按以下步驟進行(1)、將粉煤灰與鋁礬土的混合物加入到反應(yīng)釜中，粉煤灰與鋁礬土的質(zhì)量比為1 9-3 7，加入工業(yè)鹽酸 與酸性廢水，工業(yè)鹽酸與酸性廢水的體積比為1 3-1 1，混合物與混酸的固液質(zhì)量比為 1:5-1: 1.5，加入占固體總質(zhì)量0.5%-8%的助溶劑，在密閉條件下邊加熱邊攪拌，加熱 到溫度80-120°C，反應(yīng)1. 5-4小時；⑵、反應(yīng)完后過濾，得到濾液，加熱濾液，按固液質(zhì)量比 1:6-1: 1加入聚合劑，溫度控制在80-120°C，通過聚合反應(yīng)1-3小時，得到液體聚合氯 化鋁產(chǎn)品，烘干后得固體聚合氯化鋁產(chǎn)品；其中所述的酸性廢水為活性白土生產(chǎn)過程中產(chǎn) 生的酸性廢水。所述的助溶劑為氯化鈉、氟化鈉或氟化銨。所述的聚合劑為鋁酸鈣粉。所述合格的液體聚合氯化鋁產(chǎn)品氧化鋁質(zhì)量分數(shù)9%以上，三氧化二鐵含量在 0. 03mg/L，硫酸根離子含量在3. lmg/L，氯離子含量在125g/L，pH3. 1以上，密度1. 2g/cm3以 上。所述合格的固體聚合氯化鋁產(chǎn)品為氧化鋁質(zhì)量分數(shù)25%以上，鐵含量在10g/kg 以上，硫酸根離子含量在230g/kg，氯離子含量在320g/kg以上。本發(fā)明的優(yōu)點是使用粉煤灰部分替代鋁礬土，加入工業(yè)鹽酸與酸性廢水，即可節(jié) 約成本，又解決了環(huán)境問題，實現(xiàn)粉煤灰的資源再利用，同時降低了對原料地的依賴。用此 法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品絮凝效果好，用原子吸收光譜法測定液態(tài)產(chǎn)品中的As、Pb、Zn、Cd、Cr的 濃度，結(jié)果均未檢出。制備后的混合固體樣比全鋁礬土樣品的比阻抗小10倍，所需功率也 將降低十倍，在能源方面進一步減小生產(chǎn)成本小。絮凝效果取某湖高濁度廢水150mL，原水的濁度為1016，將按本方法制得的液體產(chǎn)品配制 成8 %的溶液，依次加入0，0. 1，0. 5，1，3ml，先快速攪拌1分鐘，再慢攪3分鐘，然后靜置5 分鐘，測定上清液中的剩余濁度。絮凝結(jié)果見表1。三組產(chǎn)品對同一高濁度廢水，去濁率都 可以達到98%以上表1絮凝效果
具體實施例方式實施例1:將1. 8t鋁礬土與0. 2t粉煤灰加入到反應(yīng)釜中，加入鹽酸2t和含酸量1. 6%的工 業(yè)廢水2t，加入0. It氟化鈉，加熱到120°C，在密閉條件下加熱攪拌反應(yīng)1. 5小時，反應(yīng)后 過濾得到一次濾液3. 6t，向濾液中加入0. 72t鋁酸鈣粉，為了使聚合反應(yīng)更徹底，將鋁酸鈣 粉分次加入，在80°C下先加入理論量的50%鋁酸鈣粉，在較高酸度的情況下可以使鋁酸鈣 粉充分反應(yīng)，加熱攪拌反應(yīng)1. 5小時以后，再加入理論量的25%，此刻邊加入鋁酸鈣粉的同 時邊加水調(diào)節(jié)，使這個二次液體的體積為原來的1. 5倍，加熱攪拌反應(yīng)一個小時，再將最后 的理論量25%加入二次液中，同時也加水調(diào)節(jié)，保證體積為一次液的2倍左右，再反應(yīng)半個
4小時，即得到合格液體產(chǎn)品。實施例2:將1. 6t鋁礬土與0. 4t粉煤灰加入到反應(yīng)釜中，加入鹽酸2t和含酸量1. 6%的工 業(yè)廢水4t，加入0. It氯化鈉，加熱到100°C，在密閉條件下加熱攪拌反應(yīng)3小時；反應(yīng)后過 濾得到一次濾液3. 6t，向濾液中加入0. 72t鋁酸鈣粉，為了使聚合反應(yīng)更徹底，將鋁酸鈣粉 分次加入，在100°C下先加入理論量的50%鋁酸鈣粉，在較高酸度的情況下可以使鋁酸鈣 粉充分反應(yīng)，加熱攪拌反應(yīng)一個小時以后，再加入理論量的25%，此刻邊加入鋁酸鈣粉的同 時邊加水調(diào)節(jié)，使這個二次液體的體積為原來的1. 5倍，加熱攪拌反應(yīng)約半個小時，再將最 后的理論量25%加入二次液中，同時也加水調(diào)節(jié)，保證體積為一次液的2倍，再反應(yīng)半個小 時，即得到合格液體產(chǎn)品。實施例3:將1. 4t鋁礬土與0. 6t粉煤灰加入到反應(yīng)釜中，加入鹽酸2t和含酸量1. 6%的工 業(yè)廢水6t，加入0. It氟化銨，加熱到80°C，在密閉條件下加熱攪拌反應(yīng)4小時，反應(yīng)后過濾 得到一次濾液3. 6t，向濾液中加入0. 72t鋁酸鈣粉，為了使聚合反應(yīng)更徹底，將鋁酸鈣粉 分次加入，在120°C下先加入理論量的50%鋁酸鈣粉，在較高酸度的情況下可以使鋁酸鈣 粉充分反應(yīng)，加熱攪拌反應(yīng)40分鐘以后，再加入理論量的25%，此刻邊加入鋁酸鈣粉的同 時邊加水調(diào)節(jié)，使這個二次液體的體積為原來的1. 5倍，加熱攪拌反應(yīng)10分鐘，再將最后的 理論量25%加入二次液中，同時也加水調(diào)節(jié)，保證體積為一次液的2倍，再反應(yīng)約10分鐘， 即得到合格液體產(chǎn)品。取上述實施1-3的合格液體產(chǎn)品對從東湖高濁度廢水150mL，原水的濁度為1016 來做去濁實驗，分別取實施例1-3的合格液體產(chǎn)品，依次加入0，0. l，0.5，l，3ml，先快速攪 拌1分鐘，再慢攪3分鐘，然后靜置5分鐘，測定上清液中的剩余濁度。實驗數(shù)據(jù)如表2所 示，去濁率都可以達到98%以上。表2絮凝效果
權(quán)利要求
一種聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于按以下步驟進行(1)、將粉煤灰與鋁礬土的混合物加入到反應(yīng)釜中，粉煤灰與鋁礬土的質(zhì)量比為1∶9 3∶7，加入工業(yè)鹽酸與酸性廢水，工業(yè)鹽酸與酸性廢水的體積比為1∶3 1∶1，混合物與混酸的固液質(zhì)量比為1∶5 1∶1.5，加入占固體總質(zhì)量0.5％ 8％的助溶劑，在密閉條件下邊加熱邊攪拌，加熱到80 120℃，反應(yīng)1.5 4小時；(2)、反應(yīng)完后過濾，得到濾液，加熱濾液，按固液質(zhì)量比1∶6 1∶1加入聚合劑，溫度控制在80 120℃，通過聚合反應(yīng)1 3小時，得到液體聚合氯化鋁產(chǎn)品，烘干后得固體聚合氯化鋁產(chǎn)品；其中所述的酸性廢水為活性白土生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的酸性廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的助溶劑為氯化 鈉、氟化鈉或氟化銨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的聚合劑為鋁酸 鈣粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于所述合格的液體聚合 氯化鋁產(chǎn)品氧化鋁質(zhì)量分數(shù)9%以上，三氧化二鐵含量在0. 03mg/L，硫酸根離子含量在 3. lmg/L，氯離子含量在125g/L，pH3. 1以上，密度1. 2g/cm3以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于所述合格的固體聚合 氯化鋁產(chǎn)品為氧化鋁質(zhì)量分數(shù)25%以上，鐵含量在10g/kg以上，硫酸根離子含量在230g/ kg，氯離子含量在320g/kg以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法，將粉煤灰與鋁礬土的混合物加入到反應(yīng)釜中，加入工業(yè)鹽酸與酸性廢水，再加入助溶劑，在密閉條件下邊加熱邊攪拌，加熱到80-120℃，反應(yīng)1.5-4小時；反應(yīng)完后過濾，加熱濾液并加入聚合劑，溫度控制在80-120℃，通過聚合反應(yīng)1-3小時，得到液體聚合氯化鋁產(chǎn)品，烘干后得固體聚合氯化鋁產(chǎn)品。本發(fā)明使用粉煤灰部分替代鋁礬土，并加入酸性廢水，可節(jié)約成本，所得產(chǎn)品的絮凝效果好，重金屬含量達標(biāo)，本發(fā)明生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣的比阻小，易于過濾，可節(jié)約能源。本發(fā)明的目的是使粉煤灰再資源化，為制備水處理劑提供原料，同時解決廢水排放產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，又達到資源回收綜合利用的目的。
文檔編號C02F1/52GK101928031SQ200910273220
公開日2010年12月29日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者應(yīng)偉, 李娜, 杜冬云 申請人:中南民族大學(xué);黃石電能集團有限公司