聚合氯化铝的生产方法和生产工艺过程

  聚合氯化铝的生产方法有铝矾土生产法、金属铝生产法、氢氧化铝生产法等，本厂家采用先进的铝矾土法生产工艺，生产的聚合氯化铝无毒无害，且含量高、产量大、质量好、价格低，净水功效远好于硫酸铝等传统水处理药剂。
      

  铝矾土生产聚合氯化铝生产方法、工艺过程：  
  以铝土矿为原料制备聚合氯化铝的生产方法较复杂，由于这些矿物中的铝一般不能直接被酸溶出，必须经过一系列加工处理之后才能呢个使铝溶出。按铝的溶出方式可分为酸法和碱法。酸法适用于粘土矿、煤矸石、高岭土、一水软铝石、三水铝石等矿物原料。
  聚合氯化铝生产配方：铝矾土加铝酸钙粉。铝矾土是铝硅酸盐类矿物，按结构含水状况分为三水铝石（Al₂O₃·3H₂O），一水软铝石（γ-Al₂O₃·H₂O）和一水硬铝石（α-Al₂O₃·H₂O），提取铝的难度一次递增。
  我国三水铝石的富矿较少，生产混凝剂的铝矾土原料多为一水软铝石，工艺流程是以一水软铝石为原料，将矿石粉碎磨细后在沸腾炉中以650-800℃焙烧，把熟矿粉在反应罐中加温加压溶出铝液，溶出时可采用不足量酸分段溶出，可加入氢氟酸提高溶出率，然后在以铝酸钙提高盐基度；分段溶出时灌内温度为120-130℃，压力为2.0-2.2㎏/㎝²,Al₂O₃的溶出率为90%以上。

  聚合氯化铝生产工艺流程图：

       
  此方法生产的聚合氯化铝盐基度在60%-90%，氧化铝质量分数为25%-31%，该方法溶解时间短，溶出率高，但是没有在常压下生产的产量高。
  也可以利用铝矾土生产铝酸钙后，直接用盐酸和铝酸钙一步法生产聚合氯化铝的工艺。用高品位铝矾土与石灰石经破碎、烘干、球磨、制坯、煅烧、粉磨后，生产出Al₂O₃含量较高且Al₂O₃活性较强的铝酸钙粉，可直接用于生产聚合氯化铝等净水剂，然后用盐酸处理该铝酸钙，获得相应的铝盐。在该溶出过程中，铝酸钙中其他杂志，如Ca、Si、Fe、Ti、Mg等也会部分溶出，在控制盐酸用量的前提下，反映过程中可直接获取碱式氯化铝，并伴有碱式氯化铁生成。聚合氯化铝的生产方法反应式为：
      CaO·Al₂O₃+3HCl=Al₂(OH)_nCl_6-n+CaCl₂+2H₂O
  当溶出反应进展到一定程度，且PH值较为适当的时候，碱式氯化铝相邻两个羟基就会发生架桥作用而聚合和或自聚，并最终转化为聚合氯化铝。对应的反应式如下：
      mAl₂(OH)_nCl_6-n=[Al₂(OH)_nCl_6-n]m
  另外，一水硬铝石（α-Al₂O₃·H₂O）或其它含铝矿物难溶于酸，可采用碱法制备聚合氯化铝；用碳酸钠、石灰制得铝酸钠，再分解制得凝胶氢氧化铝，用凝胶法制得聚合氯化铝。
  此聚合氯化铝生产工艺流程图：

          
  对粒度的要求为100μm者占95%以上，焙烧温度以860℃为宜，偏差不能超过±10℃。若温度太低，氧化铝以γ-Al₂O₃的形存在，可溶于碱，不能达到化学选矿的要求；温度过高，则会生成多铝红柱石，从而损失氧化铝。加碱溶出时需要260-280℃的高温，这时铝以铝酸钠的形式进入溶液。为得到凝胶氢氧化铝，应向铝酸钠溶液中通入二氧化碳，加入盐酸，使凝胶氢氧化铝溶解，升温聚合便可制的液态聚合氯化铝。
        

  金属铝法生产聚合氯化铝
  金属铝法所用原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等。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，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，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。酸溶法生产聚合氯化铝的的主要反应式为：
         2Al+6H⁺=2AL³⁺+3H₂
         2Al³⁺+nH₂O=AL₂(OH)_n^(6-n)++nH⁺
         m[AL₂(OH)_n^(6-n)+]=[AL₂(OH)_n]m^m(6-n)+
  此法原料来源极为有限，生产过程会产生大量氢气和热量，氢气连同氯化氢、水蒸汽、粉尘等四处弥漫，控制不当有引起爆炸的危险，故操作环境恶劣,安全性较差，常见于一些小规模露天生产、手工操作的企业。
  近年来，有些厂家研究开发了利用废铝箔包装材料生产聚合氯化铝的新技术。该技术既能充分回收利用其中的铝，又可回收利用其中的纸、塑料，具有一定的经济效益和良好的社会效益。
 

  氢氧化铝酸溶法生产聚合氯化铝
  氢氧化铝酸溶法是以氢氧化铝为原料，国内和国外都普遍采用的一种工艺。氢氧化铝纯度高，生产的产品重金属含量很低，但由于氢氧化铝酸溶性比较差，因此一般在反应釜中采用加温加压的方法溶出铝液，经分离熟化后即可得到聚合氯化铝产品，还可以在反应釜中加压加热，这样可以使氢氧化铝中铝的溶出率达到90%以上。这种工艺相对比较简单，但是所得产品的盐基度偏低，在40%左右，基本反应式为：
         Al(OH)₃+HCl=Al(OH)₂Cl+H₂O
         Al(OH)₂Cl+HCl=Al₂(OH)₃Cl₃+H2O
         Al₂(OH)₃Cl₃→[Al₂(OH)_nCl_6-n]m（m＜10）
  为提高产品的盐基度，逐渐发展到第二步，为了不引入其它重金属杂质，一般采用在低盐基度产品中加入铝屑和铝酸钠。这样盐基度一般可提高到70%以上。
   氢氧化铝酸溶法生产聚合氯化铝工艺流程图：

                         
  在采用铝酸钙粉调整盐基度时，可以将盐基度调的更低，这样可以加强氢氧化铝的溶解，减少不溶性氢氧化铝的量。盐酸的浓度可以控制在20%以上，酸的浓度越大，氢氧化铝的溶解性越好。在实际生产中，反应配料比为Al(OH)₃∶铝酸钙矿粉=（0.6-0.9）∶1（质量比）。在常压下、于80-100℃反应3-4h，过滤即得液体产品，通过喷雾烘干或者滚筒烘干即可得到固体产品。
  氢氧化铝酸溶法生产聚合氯化铝的工艺关键是碳酸化分解，分解过程中若条件控制不当，制得凝胶氢氧化铝在盐酸中溶解性不好，或即使溶解，产品的稳定性也不好，分解反应也可利用碳酸氢钠代替二氧化碳。此工艺的优点是生产条件温和，聚合氯化铝质量好，缺点是流程长，生产成本较高。
   
        
  枘澎环保科技公司在聚合氯化铝及聚氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合氯化铁等净水剂领域研发生产、应用服务领域已有三十多年的专业沉淀积累，可全方位为市政生活水处理、工业水处理及生产企业废水处理提供优质产品、创新设计及调试、运营服务。