聚合氯化铝

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巩义市福泰净水材料PAC工艺

聚合氯化铝的作用及特点

聚合氯化铝是一种优质的高分子混凝剂,具有优良凝结性能, 广泛应用于造纸、制革、源水及废水处理等许多领域. 其主要特点有: (1) 聚合氯化铝的混凝效果优于目前常用的无机混凝剂A l2

(SO 4) 3、FeSO 4、FeCl3 等, 当混凝效果相同时, 固体聚合氯化铝的投药量分别是上述三种混凝剂的1/8~ 1/3、1/2~ 1/5 、1/2~1/4. 5.

(2) 聚合氯化铝絮凝体形成快、絮凝团大、沉降速度高、过滤效果好, 在同等条件下可提高处理能力1. 5~ 3 倍.

(3) 当投药量相同时, 聚合氯化铝混凝时消耗水中碱度低于其它无机混凝剂; 因此, 在水处理时,

特别是在处理高浊度水时, 可不加或少加碱性助剂.

(4) 聚合氯化铝的适宜投药量范围宽, 残留浊度及残余铝的上升为A l2 (SO 4) 3 的1/3. 5~1/4,

因而对于源水水质急剧变化的安全性大, 投加过量也不会产生相反效果.

(5) 聚合氯化铝的最优混凝效果的适宜pH值范围大, 腐蚀性小.

1 粉碎焙烧

粗碎后的煤矸石在焙烧过程中, 随着温度的升高, 高岭石成为非晶质或半晶质, 进一步升温使高岭石逐渐转化为r- A l2O 3 和SiO 2, 其化学反应式如下:

在这一过程中温度不能过高, 当温度超过850℃时, r- A l2O 3 逐渐转化为A- A l2O 3 使反应失去活性, 煤矸石中A l2O 3 一般最高溶出率的焙烧温度控制范围为600~ 800℃.

2 连续酸溶

焙烧后的煤矸石应细粉至60 目左右, 以便使氧化铝溶出率较高且最经济. 然后连续酸溶.其工艺条件是:

(1) 选用在恒沸点附近浓度为20% 盐酸溶液较佳, 这时氧化铝的溶出率较高, 但制备结晶A lCl3

中间产物的成化度较高. 为降低结晶A lCl3 中间产物的成化度, 允许盐酸的浓度可适当增加,

当盐酸浓度增加到0. 8M 以上时, 结晶A lCl3 中间产物的成化度下降很快, 但氧化铝溶出率增长幅度并不大。

(2) 酸溶设备采用四釜, 用蒸汽直接加热,在常压温度为100~ 110℃的条件下连续酸溶并压风搅拌.

(3) 溶出液采用混凝沉淀法进行分离. 从反应釜连续流出的溶出液进入沉淀池, 待沉淀池充满后加混凝剂聚丙烯酰胺或动物胶进行混合, 静止4h, 清液转入存贮池, 沉渣即可排出.

3 浓缩结晶 从连续酸溶工序中得来的酸溶母液进入搪瓷釜内呈负压状态, 然后用蒸汽加热以实现浓缩. 当蒸出液为母液体积的45~ 50% 时, 即停止加热浓缩, 浓缩周期为10h. 然后出料经滞留槽冷却过滤后可得结晶A lCl3. 蒸发出的水蒸汽和部分盐酸气经文丘里吸收, 可循环使用.

4 沸腾热解

浓缩结晶的A lCl3 用热网加热到170~180℃条件下进行热分解, 使产品碱化度控制在70~

75%. 热分解的HCl 气体在吸收塔内循环吸收, 用以配制稀盐酸, 可在连续酸溶工序中重复利用.

每分解1t 结晶A lCl3 可得300kgHCl 气体, 有明显的经济效益.

5 配水聚合

从沸腾热解工序中得到的A lCl3, 加水溶解混合并加以搅拌, 产品由稀变稠, 到一定浓度, 从容器中倒出, 经风干龟裂后即得固体聚合氯化铝混凝剂.

4 煤矸石生产聚合氯化铝效益分析

(1) 生产1t 聚合氯化铝产品成本为741. 45元、税金为135 元, 市场每t 产品售价1350 元,每t 产品纯利润473. 55 元, 一个年产20 万t 聚合氯化铝的工厂, 一年纯利润可达9471 万元,半年之内可收回全部投资, 经济效益可观.

(2) 用煤矸石为原料制取聚合氯化铝, 不但充分利用了工业废物、节约大量的土地与能源而且减少了环境污染, 具有重大的社会环境效益.

5 结语

(1) 煤矸石中A l2O 3 的含量在15% 以上,有的可达40% , 提取其中的铝分在数量上是有保障的.

从原理及工艺可看出, 从煤矸石中制取聚合氯化铝, 技术上是成熟的, 经济上是合理的;

(2) 在煤矸石中Fe2O 3 含量在3~ 5% , 在酸溶时可把铁同时溶出, 使聚合氯化铝中的含铁量增加, 这在一定程度上, 可能对混凝效果会更好;

(3) 在煤矸石中碳含量一般在10~ 30% ,发热量为3273~ 9819kJ/k g, 在沸腾焙烧过程中不需增加任何燃料就能满足工艺要求, 可节省大量的煤炭;

(4) 煤矸石焙烧后的矸石颗粒有微孔, 不需用球磨机细粉即可酸溶, 可节约大量电力, 且溶出率高, 可达80% 以上;

(5) 煤矸石酸溶后, 渣中成分为SiO 2, 不但可作为水泥添料, 而且还可制取水玻璃、白炭黑等产品.该项技术有较大的经济效益与重大的社会环境效益, 值得推广应用.