聚合氯化鋁凈水工藝計劃書(編輯修改稿)
2024-08-29 22:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 H2O + n/8Al + (2n/3)AlCl3 = Al2(OH)nCl8n + n/2H2↑由于金屬鋁原料昂貴,除實驗室制造外,工業(yè)生產(chǎn)價值不大。目前有的生產(chǎn)廠以鋁灰為原料,采取“鋁灰酸溶一步法”,但資源不足,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,雜質(zhì)太多,尤其一些重金屬雜質(zhì)的帶人,造成凈化水二次污染。因此不宜大力推廣。②氫氧化鋁酸溶法:常壓下結(jié)晶氫氧化鋁在鹽酸中的溶解度小,為此,日本大明化學(xué)工業(yè)公司采取了將結(jié)晶氫氧化鋁變成無定型的凝膠氫氧化鋁,然后酸溶。主要反應(yīng)如下：Al(OH)3 + NaOH = NaAl(OH)4 2NaAl(OH)4 + CO2 = 2Al(OH)3↓ + Na2CO3 + H2O2Al(OH)3 + (6n)HCl = Al2(OH)nCl6n + (6n)H2O此方法生產(chǎn)條件好,產(chǎn)品質(zhì)量高,但流程長,成本高。為克服結(jié)晶氯化鋁常壓下難溶的困難,口本住友化學(xué)工業(yè)公司等采用了加壓溶出法,其設(shè)備有間斷式密封反應(yīng)釜和連續(xù)式高壓管道反應(yīng)器。其結(jié)晶氫氧化鋁的溶出率可達95%以上。③含鋁礦物酸溶法:一般含鋁礦物包括粘土礦、鋁釩土礦、煤砰石、高嶺土等。這含鋁礦物酸溶法:一般含鋁礦物包括粘土礦、鋁釩土礦、煤砰石、高嶺土等。這些礦物中的鋁一般不能直接為酸所溶出,必須預(yù)先經(jīng)過一系列加工處理。一般是將含鋁礦物粉碎成40—60目的顆粒,再經(jīng)600— 800℃溫度焙燒后,用鹽酸(或硫酸及混合酸)溶出,溶出液經(jīng)堿化度調(diào)整,即為聚合氯化鋁成品溶液,或?qū)⑷艹鲆簼饪s得結(jié)晶三氯化鋁,再熱解制成固體產(chǎn)品。煤殲石酸溶熱解工藝即為這一方法。(3)三氯化鋁水溶液用堿中和法:氯化鋁水溶液用堿中和可以生成聚合氯化鋁產(chǎn)品。常用的堿性物質(zhì)有NaOH、CaCONaAl(OH)NaHCONH4+、等等。其作用是提高氫氧根離子的濃度,以促進三氯化鋁的不斷水解。根據(jù)產(chǎn)品堿化度的不同要求,改變堿性物質(zhì)的加人量。以投加氫氧化鈉、石灰石和鋁酸鈉為例,反應(yīng)式如下:2AlCl3 + nNaOH = Al2(OH)nCl6n + nNaCln/2H2O + 2AIC13 + n/2 CaCO3 = Al2(OH)nCl6n + n/2CaCl2 + n/2CO2(8n)AlCl3 + nNaAl(OH)4 = 4Al2(OH)nCl6n + nNaCl從式中可以看出,反應(yīng)消耗了堿性物質(zhì)和三氯化鋁中的氯離子,生成了雜質(zhì)氯化鈉和氯化鈣。由于消耗堿性物質(zhì),而且產(chǎn)品需要分離,因此,從原料消耗、工藝流程以及產(chǎn)品質(zhì)量等角度看,均不利。(4)電解法:用石墨作為陰極,金屬鋁板作為陽極,對含鋁酸性廢水進行電解,可以獲得液體聚合氯化鋁,電解溫度為60177。5℃,電解時間為1小時。另外,電解液也可以是三氯化鋁或低堿化度的聚合氯化鋁溶液。(5)電滲析法:在離子交換樹脂法制聚合氯化鋁的基礎(chǔ)上,以三氯化鋁為原料,進行了電滲法生產(chǎn)聚合氯化鋁的研制。電滲析法主要以離子交換膜的選擇透過性和水的電解原理為基礎(chǔ)。這一方法具有流程短,原材料和能耗較少,鹽酸可回收等優(yōu)點,是一種很有發(fā)展前途的制造方法。在國內(nèi),由于離子交換膜制造工藝尚在研究,因此,用電滲法大規(guī)模工業(yè)化地制取聚合氯化鋁還不具備條件。綜上所述,目前國內(nèi)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)聚合氯化鋁的方法應(yīng)該是含鋁礦物酸溶法工藝。如制造固體產(chǎn)品,則宜采用沸騰爐熱解法。而含鋁礦物中煤砰石又是貯量大、分布廣、價格低廉、適于綜合利用,可變害為寶的最有前途的含鋁礦物原料。聚合氯化鋁是七十年代初國際投入工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用的新型高效無機高分子絮凝劑，由于聚合鋁具有用量省，凈化效能高，適應(yīng)性寬等優(yōu)點，比傳統(tǒng)絮凝劑用量可節(jié)約2/3到一倍以上，成本節(jié)約3040%。同時聚合鋁的生產(chǎn)工藝簡單。因此，在國內(nèi)外水處理領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用和迅速地發(fā)展。目前，世界聚合鋁產(chǎn)量約為150萬噸/年。其中，日本聚合氯化鋁生產(chǎn)量1988年已達40多萬噸/年，比60年代末增長了30倍，并已超過各種絮凝劑生產(chǎn)總量的50%，正在逐漸取代傳統(tǒng)凝聚劑。日本工藝生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量代表了目前國際聚合鋁凈水劑的最高水平。我國自70年代開始研制生產(chǎn)聚合氯化鋁，技術(shù)有所改進，產(chǎn)量不斷增長。由于混凝劑屬于量大面廣的商品，用量逐年激增，但產(chǎn)品品質(zhì)差、效能低，是目前我國絮凝劑企業(yè)普遍存在的突出問題，產(chǎn)品質(zhì)量龐雜且其效能低下，產(chǎn)品品質(zhì)多呈黃色顆粒狀，其水不溶物在5－30%不等，產(chǎn)品中重金屬及雜質(zhì)含量甚高。多數(shù)液體或固體產(chǎn)品品質(zhì)達不到國家規(guī)定的飲用水凈化處理標(biāo)準(zhǔn)，因而不適用于飲用水凈化處理。高品質(zhì)的聚合鋁絮凝劑產(chǎn)品在國內(nèi)外都具有廣闊的良好市場前景。
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