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滚筒干燥型聚合氯化铝的生产工艺

发布时间:2020-05-18     浏览次数:

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,须经过一系列加工处理之后才能使铝溶出。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。

用铝矾土加铝酸钙粉酸溶两步法生产工艺是中国目前采用很广泛的方法。铝矾土是铝硅酸盐类矿物,按结构含水状况一般分为三水铝石(Al2O3·3H2O),一水软铝石(γ-Al2O3·H2O)和一水硬铝石(α-Al2O3·H2O),提取铝的难度依次递增。

滚筒干燥型聚合氯化铝

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2.0-2.2kg/cm2,Al2O3的溶出率为90%以上。

工艺流程如图1:

滚筒干燥型聚合氯化铝的生产工艺

该方法生产的产品盐基度在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。其主要反应可简单表示为:

CaO·Al2O3+3HCl=Al2(OH)nCl6-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,并转化为聚合氯化铝。对应的反应式如下:

mAl2(OH)nCl6-n=[Al2(OH)nCl6-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。

工艺流程如图2:

滚筒干燥型聚合氯化铝的生产工艺

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。

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