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聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝 聚​合氯化鋁工藝
一、原料
生產(chǎn)聚合氯化鋁的原料主要有兩大類：一類是含鋁礦物，包括鋁土礦(三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石)、粘土、高嶺土、明礬石等；另一類是其它含鋁原料，包括金屬鋁、廢鋁屑、灰鋁、氫氧化鋁、三氯化鋁、煤矸石、粉煤灰等。只有以鋁錠、鋁屑、氫氧化鋁為原料和以硫酸鋁，二氯化鋁為原料才能生產(chǎn)出較純的聚合氯化鋁產(chǎn)品。
我國生產(chǎn)聚合氯化鋁所采用原料主要為因地制宜地開發(fā)利用自身的礦物資源。我國聚合氯化鋁生產(chǎn)的起步源于以鋁灰作原料。由于鋁灰原料成本低廉，生產(chǎn)工藝簡練，其生產(chǎn)工藝七十年代在我國迅速普及。但鋁灰生產(chǎn)的聚合氯化鋁產(chǎn)品雜質(zhì)較多，八十年代后已不再用于自來水的凈化。八十年代初，聚合氯化鋁的生產(chǎn)原料主要采用粘土礦、高嶺土礦和鋁土礦生產(chǎn)出的聚合氯化鋁產(chǎn)品，除鐵以外，其它的指標可達到國外先進水平。但由于渣量較大，外觀較差，加上我國鋁業(yè)的迅速發(fā)展，九十年代初，我國聚合氯化鋁生產(chǎn)所用原料已逐步轉(zhuǎn)向氫氧化鋁。此外，也有部分生產(chǎn)廠使用氯化鋁和金屬鋁等為原料。 聚合氯化鋁工藝​
由于國內(nèi)合成鹽酸含鐵量高于日本等國，所以生產(chǎn)出的聚合氯化鋁外觀色澤偏黃。
二、生產(chǎn)工藝
聚合氯化鋁的制法很多，按生產(chǎn)工藝可分為酸法、減法、中和法、熱解法、加壓反應法、混凝膠法、電滲析法、電解法等。固體聚合氯化鋁是將液體聚合氯化鋁用噴霧干燥或滾筒干燥得到的，噴霧干燥是比較理想的干燥方式，適于大規(guī)模生產(chǎn)，而生產(chǎn)規(guī)模較小的生產(chǎn)企業(yè)采用滾筒干燥也是可行的。
目前我國生產(chǎn)聚合氯化鋁的方法主要有金屬鋁(包括鋁灰、鉛渣)法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁(包括鋁礬土、煤矸石等)法、結(jié)晶氯化鋁法等。
1．金屬鋁法 聚合氯化鋁工藝​​
所用原料主要是鋁加工的下腳料鋁屑、鋁灰和鋁渣等。在工藝上可分為酸法、堿法、中和法三種。
目前，我國以金屬鋁為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁的廠家大多采用酸法生產(chǎn)。
(1)酸法
酸法具有反應速度快、設備投資少、工藝簡單、操作方便的優(yōu)點，但溶液中的雜質(zhì)含量偏高，尤其是重金屬元素含量通常容易超標，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，設備腐蝕嚴重。
(2)堿法
堿法生產(chǎn)工藝則難度較高，設備投資較大，由于用堿量大，還要大量鹽酸中和至pH= 4-5，成本較高，其應用受到一定限制。
(3)中和法
中和法的特點是綜合了酸法和堿法兩者的優(yōu)點。中和法的關鍵在于合成聚合氯化鋁時，鋁酸鈉和三氯化鋁溶液之間的配比必須嚴格控制，使鹽基度達到標準要求。鹽基度是否合格，是決定產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標。而且在合成時必須進行劇烈地攪拌。
以鋁灰為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁的幾種方法的主要技術經(jīng)濟指標如表1所示。
2．氫氧化鋁法 聚合氯化鋁工藝​​
所用原料主要是拜爾法煉鋁過程中的活性氫氧化鋁。生產(chǎn)中采用過量的活性氫氧化鋁和鹽酸，在較高溫度(50-180℃)和壓力(0．5MPa)下反應制得鹽基度為41.6-48.6％的液體聚合氯化鋁產(chǎn)品，然后經(jīng)濃縮、烘干即得固體聚合氯化鋁產(chǎn)品。
此法生產(chǎn)工藝過程較簡單，反應條件也較苛刻，對設備要求較高，腐蝕性強，一般市售搪玻璃反應釜都難以適應，生產(chǎn)中要確保產(chǎn)品質(zhì)量頗為不易。
以氫氧化鋁為原料生產(chǎn)PAG產(chǎn)品的主要技術指標如表2。
3．三氧化二鋁法
主要原料為三水鋁石、鋁釩土、高嶺土、煤矸石等。此工藝的*一步是得到結(jié)晶氯化鋁，第二步是通過熱解法或中和法得到聚合氯化鋁
以鋁礬土為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁的主要技術經(jīng)濟指標如表3所示。
利用高嶺土生產(chǎn)聚合氯化鋁的工藝流程大致分為3步；精礦焙燒活化、酸浸、酸浸液調(diào)整鹽基度生成聚合氯化鋁溶液。
利用高嶺土生產(chǎn)聚合氯化鋁，不僅可以產(chǎn)生很好的社會效益和環(huán)境效益，而且也有很好的經(jīng)濟效益。以lt精礦計，可生產(chǎn)1．8t液體聚合氯化鋁凈水劑。
4?結(jié)晶氯化鋁 聚合氯化鋁工藝​​
以結(jié)晶氯化鋁生產(chǎn)聚合氯化鋁一般采用沸騰熱解法工藝。該法生產(chǎn)能力大。
結(jié)晶氯化鋁經(jīng)過一定溫度加熱后，便分解出一定量的氯化氫氣體和水分而變成粉末狀產(chǎn)物，即是聚合氯化鋁單體(又稱熟料)。
將熟料加一定量的水攪拌，則在較短時間內(nèi)固化形成樹脂狀產(chǎn)物，即為聚合氯化鋁。沸騰熱解法生產(chǎn)聚合氯化鋁流程簡單、操作方便，但由于生產(chǎn)中使用的結(jié)晶氯化鋁來源所限，生產(chǎn)成本相對較高，限制了聚合氯化鋁的生產(chǎn)。
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