利用铝矾土制备聚合氯化铝和白炭黑

聚合氯化铝制备技术聚合氯化铝（PAC）是一种重要的水处理化学品，广泛应用于饮用水、工业用水、污水处理等领域，具有絮凝、沉淀和除异色物质等优良的水处理性能。

本篇文章将介绍PAC制备技术的基本原理及其工艺流程。

一、PAC制备技术基本原理PAC的制备过程是将铝矾土或铝氢氧化物等原材料经过水解后得到一定的核化物质，其分子量较小（一般在4000-8000之间）。

之后通过控制反应条件如pH值、液温、混合速率等促进核化物聚合形成大分子PAC，最终得到聚合度高、分子量大的PAC产物。

二、PAC制备工艺流程1、原材料处理PAC的原材料包括铝矾土、三羟基铝、高岭土等铝化合物和氯化铵等辅料。

首先，需要将铝矾土等原材料破碎至一定粒度，然后通过浸泡酸洗、去杂质等处理提高原材料纯度，保证反应过程中PAC的品质。

2、水解反应将原材料放入反应槽内，通过加热、搅拌等条件，加入一定量的水进行水解反应。

反应开始时，铝矾土等原料通过水解生成氧化铝胶体，之后再加入氯化铵等辅料，改变反应体系的pH值，利于胶体的缩聚和聚合。

此时，反应液中产生的胶体、游离铝离子和氢氧化物等离子体系，形成粒度大小不同的污泥。

3、熟化反应调节反应条件如反应液pH值、液温、混合速率等，促进核化物的聚合和熟化反应。

反应结束后，得到PAC产物，分离污泥，过滤获得PAC。

4、干燥和包装将PAC用干燥设备进行脱水干燥，降低水分含量，最终得到PAC成品。

对PAC成品进行包装、标识，存储在干、通风、避光的环境中。

1、制备成本低PAC制备成本低，原材料易得，生产过程简单，反应效率高，可以降低制备成本，提高企业经济效益。

2、水质稳定性强PAC作为水处理剂的稳定性和水质效果非常好，除了大流量水系统外，其水质控制也是容易实现的。

3、无二次污染PAC产物物性稳定，无毒性、无害，不会造成二次污染，且在实际操作过程中，可以避免使用大量化学药剂，环保友好。

四、总结通过对PAC制备技术的介绍，我们可以了解到PAC是一种优良的水处理剂，具有絮凝、沉淀和除异色物质等出色的水处理性能，在现代化工生产中有着广泛的应用前景。

用高岭土制备聚合氯化铝和超细白炭黑的研究
高岭土是一种常见的天然矿物，主要成分是硅酸铝。

聚合氯化铝和超细白炭黑是两种常用的功能性材料，可以用于水处理、涂料、橡胶等领域。

研究使用高岭土制备聚合氯化铝和超细白炭黑的方法如下：
1. 高岭土的预处理：将高岭土进行研磨、筛分等处理，以获得细小颗粒的高岭土粉末。

2. 制备聚合氯化铝：将高岭土粉末与氯化铝溶液混合，加入适量的酸性溶液（如盐酸），并进行搅拌和加热。

在反应过程中，高岭土中的硅酸铝与氯化铝发生反应，生成聚合氯化铝。

反应完成后，将混合物进行过滤、洗涤和干燥，得到聚合氯化铝产品。

3. 制备超细白炭黑：将高岭土粉末与适量的碳源（如蔗糖）混合，加入适量的氧化剂（如硝酸钾），并进行搅拌和加热。

在反应过程中，高岭土中的硅酸铝与碳源发生燃烧反应，生成超细白炭黑。

反应完成后，将混合物进行过滤、洗涤和干燥，得到超细白炭黑产品。

4. 表征和应用研究：对制备得到的聚合氯化铝和超细白炭黑进行物理化学性质的表征，如粒径分布、比表面积、形貌等。

然后，将其应用于水处理、涂料、橡胶等领域，评估其性能和应用效果。

需要注意的是，以上方法仅为一种可能的制备方法，具体的实验条件和步骤可能会有所不同，需要根据具体的研究目的和实验条件进行调整。

同时，研究过程中还需要考虑材料的纯度、反应条件的控制等因素，以确保制备得到的产品具有良好的性能和应用效果。

铝矾土制备聚合氯化铝
一、聚合氯化铝的生产流程如下：
二、铝矾土制备聚合氯化铝的工艺条件
将铝矾土粉碎后，在700℃―800℃下焙烧1小时，研磨过100目筛。

在100 g 铝矾土中加入20%的工业盐酸500 mL 和适量水，加入带有回流冷凝管四口烧瓶中，在95℃条件下反应3 h ，再加入50 g 铝酸钙粉调节盐基度，在95℃下继续反应4小时，自然降温沉降（欲加快速度也可过滤），上层液体既是聚合氯化铝。

三、絮凝试验
取500 mL 污水于烧杯中，用盐酸或氢氧化钠溶液调节水样的pH 值，加入一定量的絮凝剂，以350 r/min 快速搅拌2 min ，然后以80 r/min 慢速搅拌8 min ，停止搅拌，静止沉降15 min ，在液面下2～3 cm 处取适量上清液，测定其COD 值和浊度。

实验结果：污水的pH 值在6.0～10.0时，浊度去除率和COD 去除率效果均较好。

聚合氯化铝投加量并非越多越好，对于造纸污水来说,聚合铝铁絮凝剂投加量在400～850 mg/L 范围内,浊度去除率和COD 去除率均较好，当投加量大于850 mg/L 时，余浊较大，COD 去除效果反而下降；对服装厂洗水来说,聚合铝絮凝剂投加量在250～900 mg/L 范围内，絮凝效果较好，而投加量大于900 mg/L,絮凝效果不理想。

铝土矿
氯化铝 液体产品。

聚合氯化铝生产工艺聚合氯化铝（Polyaluminum chloride，简称PAC）是一种重要的无机高分子絮凝剂，广泛应用于水处理、纸浆造纸、染料工业等领域。

聚合氯化铝的生产工艺包括原料选择、制备反应、絮凝剂制备以及粉末或液体聚合氯化铝的制备等多个环节。

首先，聚合氯化铝的原料主要是铝酸盐类物质，常用的有铝矾土、铝氧化物等。

在原料选择中，需要考虑到原料的纯度、可获得性和成本等因素，选择适合的原料进行生产。

其次，聚合氯化铝的制备反应是将铝酸盐与盐酸反应生成聚合氯化铝的过程。

反应过程中，通常采用旋转式或搅拌式反应釜进行反应，将铝酸盐与盐酸按一定比例混合进入反应釜，控制反应温度和反应时间，使其反应生成聚合氯化铝。

反应完毕后，需要将产物进行过滤或离心，分离得到产物。

接下来，将得到的聚合氯化铝溶液进行进一步处理，制备成絮凝剂。

絮凝剂制备过程中，主要是将聚合氯化铝溶液进行浓缩、稀释、pH调整等工艺操作。

浓缩可以通过蒸发浓缩或真空浓缩等方式进行，将聚合氯化铝的浓度提高。

稀释工艺是将高浓度的聚合氯化铝溶液控制在一定浓度范围内，增加絮凝剂稳定性。

调整pH值是通过加碱或加酸的方式，将溶液的酸碱度调到最适合的范围。

经过这些工艺处理，得到的絮凝剂具有较强的絮凝能力和稳定性。

最后，根据聚合氯化铝的使用要求，可以将其制备成粉末或液体形式。

粉末聚合氯化铝是将浓缩后的溶液经过干燥处理得到的，具有较高的浓缩度和较长的保存时间。

液体聚合氯化铝是将稀释后的溶液直接包装而成，使用方便。

总之，聚合氯化铝的生产工艺包括原料选择、制备反应、絮凝剂制备以及粉末或液体聚合氯化铝的制备等多个环节。

通过控制不同工艺参数，可以得到满足不同使用要求的聚合氯化铝产品。

同时，生产过程中需要注意环境保护，合理利用资源，并遵守相关生产标准和要求。

聚合氯化铝的多种生产工艺
1.传统的铝土矿法：
传统的生产PAC的方法是利用铝土矿作为原料，经过矿石的破碎、浸出、提取纯铝等步骤得到氯化铝溶液，然后与氯化钙反应生成PAC。

这种方法需要铝土矿资源丰富，但矿石资源日益稀缺，所以这种方法的应用逐渐减少。

2.半水溶剂法：
半水溶剂法又称脱硫剂法，是指将铝固体与一种溶剂反应，使铝溶解生成溶液，然后与盐酸反应生成聚合氯化铝。

这种方法相对于传统的铝土矿法来说，耗能更少、产量更高、环境友好。

3.溶液聚合法：
溶液聚合法是将铝粉与氯化铵、氯化钙等盐类化合物反应，生成聚合氯化铝。

这种方法相对简单，操作容易，适用于小规模生产。

4.高氯化铝及氯化铝溶液自身聚合法：
高氯化铝及氯化铝溶液自身聚合法是指将高氯化铝或氯化铝溶液自身在一定条件下进行聚合反应，生成聚合氯化铝。

这种方法无需引入额外的化学物质，节约了资源，但对生产工艺的要求较高。

5.氨水法：
氨水法是将氨水与氯化铝的溶液反应，生成聚合氯化铝。

这种方法操作简单，适用于小规模生产，但生成的PAC质量相对较低。

需要注意的是，以上生产工艺仅是PAC的一部分生产方法，随着科技的发展和工艺的创新，还有更多的生产工艺正在不断涌现。

根据不同的应用需求和生产规模，选择适合的生产工艺是十分重要的。

总之，聚合氯化铝是一种重要的无机高分子材料，有多种生产工艺可供选择。

从传统的铝土矿法到现代的溶液聚合法，每一种生产工艺都有其特点和适用范围。

在选择适合的生产工艺时，需要考虑原料资源、生产规模、能耗等因素，以提高生产效率和产品质量。

Vol. 39 No. 6(Sum. 174)Dec. 2020第39卷第6期(总第174期)2020牟12月湿法冶金 .Hydrometallurgy of China 用铝土矿选矿尾矿制备聚合氯化铝及污水处理试验研究刘三军，刘永，李向阳，刘建东，祝雯霞，芮饪哲，熊畅，武志超,何贤龙，蒋振韦，李姣阳(南华大学资源环境与安全学院，湖南衡阳421001)摘要:研究了用铝土矿选矿尾矿制备聚合氯化铝，考察了铝土矿尾矿焙烧温度、焙烧时间、盐酸浓度、溶出温度 和溶出时间对铝溶出率的影响及所制备聚合氯化铝(PAC)对污水的处理效果。

结果表明：铝土矿尾矿在750 °C 下焙烧1.0 h,然后用20%盐酸在85 °C 下溶解2 h,铝溶出率为90.12%；溶出的铝在适宜条件下聚合获得聚合氯化铝(PAC)；在常温下，以0. 5 mL/L PAC 处理污水，结果污水浊度去除率为90. 46%，净化效果较好。

关键词：铝土矿;尾矿;聚合氯化铝(PAC)；絮凝剂；制备中图分类号：X703文献标识码：A 文章编号:1009-2617(2020)06-0539-04DOI ：10. 13355/j. cnki. sfyj. 2020. 06. 017铝土矿选矿过程中产出大量尾矿，尾矿堆 存占用大量土地。

铝土矿尾矿中，AI2O3质量分 数达40%〜45%,可以作为聚合氯化铝制备原料间。

聚合氯化铝(PAC)是三氯化铝的碱式盐， 是一种无机高分子絮凝剂4勺，具有絮凝性能优良、沉降速度快、适应性强、用量少、净水成本低等 特点而被用于处理饮用水，城市及化工、冶金、石油等工业废水。

目前，对净水剂聚合氯化铝的市 场需求量每年有100万〜150万t E6-10] 0试验研究了用铝土矿选矿尾矿制备聚合氯化铝絮凝剂，并 用于净化处理废水。

1试验部分1.1试验设备及材料用富利达试验仪器厂生产的4-10的箱式电阻炉对尾矿进行焙烧。

聚合氯化铝生产聚合氯化铝（Polyaluminum Chloride，简称PAC）是一种常用的水处理剂，具有很高的净水效果和广泛的应用范围。

在本文中，将着重探讨聚合氯化铝的生产工艺和应用情况。

聚合氯化铝的生产工艺通常是通过铝酸盐和盐酸等原料反应得到的。

具体步骤如下：首先，将铝酸盐溶解在水中，形成铝盐水溶液。

铝酸盐可以是铝矾土、氢氧化铝等。

在这一步骤中，需要控制好铝盐的浓度和溶解度，以确保后续反应能够顺利进行。

然后，将盐酸稀释成一定浓度的酸溶液，并与铝盐水溶液进行混合。

在混合过程中，需要控制好酸碱反应的温度和pH值，从而保证反应的效果和产物的质量。

接下来，将反应混合物进行加热和搅拌。

通常情况下，需要加热到一定温度才能使反应达到最佳状态。

同时，搅拌也能促进反应的进行，并提高产物的纯度和活性。

最后，将反应混合物经过沉淀、干燥和粉碎等工艺步骤，制得成品聚合氯化铝。

这些步骤通常需要采取严格的控制措施，以确保产品的质量和市场可接受性。

聚合氯化铝作为一种重要的水处理剂，在市场上应用非常广泛。

其主要应用于污水处理、饮用水净化、工业循环水处理等领域。

在污水处理中，聚合氯化铝能够有效去除水中的浑浊物、悬浮物和颜色等有害物质，提高水的透明度和清洁度。

它具有凝聚剂的特性，能够将微小的污染颗粒凝聚成较大的团块，便于后续的处理和过滤。

在饮用水净化方面，聚合氯化铝是一种理想的絮凝剂。

它能够快速聚集和沉淀水中的杂质和有害物质，包括有机物、重金属离子、微生物等。

通过使用聚合氯化铝，我们能够得到清澈透明的饮用水，保障人民的饮水安全。

在工业循环水处理方面，聚合氯化铝能够有效去除水中的悬浮物、颗粒物和油脂等杂质。

它不仅能够提高水的质量，减少设备的磨损和故障，还能够节约用水和降低处理成本。

因此，聚合氯化铝在工业生产中得到了广泛的应用和推广。

总的来说，聚合氯化铝的生产工艺相对简单，但需要严格控制各个环节的工艺参数和质量指标。

它的应用范围广泛，为我们提供了优质的水资源和环境保护的手段。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610226577.3(22)申请日 2016.04.08(71)申请人 武汉理工大学地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人 陈超　车晓平　曹传鹏　雷昊　王毅　喻乔　李悦　蔡卫权　林仕良　刘贝贝　(51)Int.Cl.C02F 1/52(2006.01)C01F 7/56(2006.01)(54)发明名称一种从铝泥制备聚合氯化铝净水剂的方法(57)摘要本发明涉及一种从铝泥制备聚合氯化铝净水剂的方法，该方法的制备步骤如下：首先将待处理的铝泥与一定量盐酸在恒温回流搅拌下反应一定时间；然后加入一定量铝酸钙，在另一温度下搅拌反应一定时间；再向反应体系中投入一定量铝粉并反应一定时间，产物经分离后制得所述的液体聚合氯化铝净水剂。

本发明以铝型材加工行业产生的废污泥为原料，将其变废为宝，提高了对铝资源的有效利用，并且处理工艺简单、条件温和，所制备的聚合氯化铝对生活污水等废水具有良好的净水效果。

权利要求书1页 说明书5页CN 107265581 A 2017.10.20C N 107265581A1.一种从铝泥制备聚合氯化铝净水剂的方法，其特征在于所述方法的制备步骤如下：(1)先投入一定量铝泥，再投入以5～8ml浓盐酸用水稀释得到的盐酸，在一定温度下回流搅拌反应一定时间。

(2)向上述反应体系中加入一定量铝酸钙，在一定温度回流搅拌下反应1h，随后投入一定量铝粉并反应一定时间，抽滤，浓缩，产物经分离后制得所述的液体聚合氯化铝净水剂。

2.根据权利要求1所述液体聚合氯化铝净水剂的制备方法，其特征在于所述铝泥的投入量为1.8～2.2g。

3.根据权利要求1所述液体聚合氯化铝净水剂的制备方法，其特征在于所述铝泥中折合氧化铝含量为5.2～7.7wt％，含水率为75～83wt％。

4.根据权利要求1步骤(1)所述液体聚合氯化铝净水剂的制备方法，其特征在于所述浓盐酸的浓度为25wt％。

利用铝土矿生产聚合氯化铝的工艺技术一、概况：聚合氯化铝（PAC）的应用越来越广泛，PAC在处理浊度和天然有机物时，具有碱度消耗少、处理成本低的特点，因此广泛应用于生活饮用水、工业废水的净化处理，另外在医药、铸造、皮革、造纸的工业废水治理中也应用得越来越多。

因此PAC是一种很有前途的水处理剂。

二、生产原料：生产PAC的原料很多，主要分为三大类：1、含铝矿石（如铝土矿、高岭土等）；2、含铝的工业废弃物；3、铝盐等。

三、生产方法：根据不同的原料有各种不同的生产方法：有酸法、碱法、中和法、热解法、加压反应法、混凝法、电解法、电渗析法等。

四、利用铝土矿生产PAC的工艺技术：铝土矿是铝含量较高的矿石，在广西有很广的分布，和贮量很大的矿种，不但是生产氧化铝的主要原料，还是生产铝盐的重要来源。

利用铝土矿生产聚合氯化铝（PAC），不仅成本低，还可用较低品位的贫矿作原料，更能有利充分利用铝矿资源，创造更大的社会效益和经济效益。

生产工艺可分为三步：第一步，焙烧铝土矿提高其活化性；第二步，酸浸得到PAC液体；第三步，调整盐基度，使之达到国家的质量标准。

其工艺流程如下：铝土矿→破碎→煅烧→酸浸→过滤→调整盐基度→产品工艺流程简述：铝土矿从矿山运回到矿场后，经破碎机粉碎到60-80目左右，进入回转窑焙烧，焙烧温度约600℃-700℃，焙烧时间约2-3小时。

焙烧矿经冷却至200℃-300℃时卸入反应釜中，加入盐酸，在0.2-0.3MPa的压力120℃-130℃的温度下，搅拌反应约4-6小时，卸料过滤去沉渣，其滤液即是PAC的液体。

由于铝土矿的杂质较多，在酸解时杂质亦进入PAC中，同时由于铝土矿含铝较低，其PAC的盐基度往往比国家标准为低，因此调整浸出液的盐基度到达国家标准，即得到液体的PAC产品，若要生产固体产品，则要加蒸发、结晶设备，一般用喷雾结晶法，使得到PAC的固体产品。

五、主要的生产设备（规格按20000吨液体计）1 破碎机7.5kw电机1台2 回转窑Ø1600×28000 1台3 煤气发生炉Ø20001台4 搪瓷压力反应釜V=5m34台5 板框压滤机F=120m32台6 盐酸贮槽V=200m31台7 盐酸泵20m3/h 2台8 PAC浆料泵20m3/h 2台9 中间贮槽20m33台10 PAC成品贮槽100m32台六、项目投资估算：固定资产投资，不包括土地外围的供电、供水等，包括界区内的投资：296万元其中设备购置费：210 万元土建费：20 万元安装费：16 万元其他：50 万元七、原材料消耗：1、铝土矿： 1.2万吨4、电：15万kwh2、盐酸：2.4万吨5、水：5万m33、氢氧化铝：500吨6、无烟煤： 2000吨（>6000大卡、块煤）八、生产成本：由于铝土矿的价格不祥，25％的HCl可以用废盐酸，田东有废盐酸出售，28%浓度的盐酸价格很便宜，可根据物料消耗和人工费、折旧费等计算。