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聚合氯化铝的生产工艺
加入时间:2012/1/9 11:23:43 浏览
PAC 的制法很多,按生产工艺可分为酸法、减法、中和法、热解法、加压反应法、混凝胶法、电渗析法、电解法等。固体PAC 是将液体PAC用喷雾干燥或滚筒干燥得到的,喷雾干燥是比较理想的干燥方式,适工大规模生产,而生产规模较小的生产企业采用滚筒干燥也是可行的。 
    目前我国生产PAC 的方法主要有金属铝(包括铝灰、铅渣)法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝(包括铝矾土、煤矸石等)法、结晶氯化铝法。现分述如下:
    金属铝法
    所用原料主要是铝加工的下脚料——铝悄、铝灰和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。    
    目前,我国以金属铝为原料生产PAC的厂家大多采用酸法生产。
    酸法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便的优点,但溶液中的杂质含量偏高,尤其是重金属元素含量通常容易超标,产品质量不稳定,设备腐蚀严重。碱法生产工艺则难度较高,设备投资较大,由于用碱大,还要大量盐酸中和至PH4~5,成本较高,其应用受到一定限制。
    中和法的特点是综合了酸法和碱法两者的优点。
    中和法的关键在了合成PAC时,铝酸钠和三氯化铝溶液之间的配比必须严格控制,使盐基度达到标准要求。盐基度是否合格,是决定产品质量的一个重要指标。而且在合成时必须进行剧烈的搅拌。以铝灰为原料生产PAC主要技术经济指标如表1所示。
表1 以铝灰为原料的消耗定额(t/t液体成品)

原料

酸法

碱法

中和法

铝灰(60%Al2O3)

0.210

0.416~0.5

0.21

盐酸(30%Hcl)

0.175

0.67~0.800

0.42

NaOH(30%)

 

0.384~0.46

0.133

 

0.625~0.65

0.010

 
氢氧化铝法
   所用原料主要是拜尔法炼铝过程中的活性氢氧化铝。生产中采用过量的活性氢氧化铝和盐酸在较高温度(50~180℃)和压力(0.5MPa)下反应制得盐基度为 41.6%~48.6%的液体PAC产品,然后经浓缩、烘干即得固体PAC产品。
    此法生产工艺过程较简单,反应条件也较苛刻,对设备要求较高,腐蚀性强,一股市售搪玻璃反应釜都难以适应,生产中确保质量颇为不易。
    以氢氧化铝用为原料生产PAC主要技术指标如下:
    原料 消耗量(t/t产品)
    氢氧化铝 0.165
    盐酸(35%HCI) 0.315
    三氧化二铝法
   主要原料为三水铝石、铝矾土、高岭土、煤矸石等。此工艺的第一步骤是得到结晶氯化铝,第二步骤是通过热解法或中和法来得到PAC产品。
    以铝矾土为原料生产PAC主要技术经济指标如表2所示。
                  表2 以铝矾土为原料的消耗定额(t/t)

原料

消耗量

铝矿粉

1.3~1.5

盐酸(30%)

1.5


0.5


180kw.h


1.5
 
    利用高岭土生产聚合氯化铝的工艺流程大致分为3步:精矿焙烧活化、酸浸 、酸浸液调整盐基度生成聚合氯化铝溶液。
    利用高岭土生产聚合氯化铝,不仅可以产生很好的社会效益和环境效益,而且也有很好的经济效益。以 1t精矿计,可生产 1.8 t液体聚合氯化铝净水剂。
  结晶氯化铝
    结晶氯化铝是采用沸腾热解法工艺的,生产能力大。
    结晶氯化铝经过一定温度加热后,便分解出一定量的氯化氢气体和水分而变成粉末状产物,即是聚合氯化铝单体(又称熟料)。将熟料加一定量的水搅拌,则在较短时间内固化,形成树脂状产物,即为聚合氯化铝。沸腾热解法生产聚合氯化铝流程简单、操作方便,但由于生产中使用的结晶氯化铝来源所限,价格相对较高,限制了聚合氯化铝的生产。
    以结晶氯化铝为原料生产PAC主要技术指标如下:
    原料 消耗量(t/t产品)
    结晶氯化铝 1.25
    煤 1.5
    电 400kwh
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