本发明涉及工业原料的制备方法，特别是一种生产聚氯化铝的方法。
背景技术：
聚氯化铝，俗称净水剂，是当前最常见的铝系无机高分子混凝剂之一，主要通过压缩双层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕等机理作用，使水中悬浮粒子和胶体聚集、凝淀，达到净化处理效果，广泛应用于自来水净化、污水净化。
现有的聚氯化铝的生产方法是采用两步法制取：第一步，以氢氧化铝和盐酸为原料，生成氯化铝；第二步，加入铝酸钙，得到聚氯化铝。生产工艺流程较长，第一步反应后需要冷却，所需时间大于24小时。中国专利申请CN201410338561.2公开了以纯铝酸钙及工业盐酸为原料，通过调节盐酸度在10-20％，加入纯铝酸钙保持温度在100-105℃，反应两小时后，压滤得到聚氯化铝。此种方法调节酸度不稳定，难以操作，铝酸钙的投加缓慢，容易爆沸冒料，具有一定的安全隐患，同时反应温度偏高，造成压滤困难。更重要的是，难以获取纯铝酸钙，纯铝酸钙的制作困难，成本很高。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种工艺步骤简单、易操作、生产周期短且成本低的生产聚氯化铝的方法，以解决上述问题。
一种利用铝土矿生产聚氯化铝的方法，包括以下步骤：
步骤S1：利用铝土矿制备氧化铝含量符合要求的铝酸钙，具体包括以下步骤：
步骤S111：准备550-800重量份的铝土矿，并获取铝土矿中的Al2O3的含量；
步骤S112：准备0-580重量份的工业碳酸钙、0-600重量份石灰石粉、0-350重量份工业氧化钙或0-470重量份氢氧化钙中的一种或多种，并获取其中CaO含量；
步骤S113：将铝土矿与工业碳酸钙、石灰石粉、工业氧化钙或氢氧化钙中的一种或多种混合，得到初步生料；
步骤S114：计算初步生料中元素Ca与元素Al的摩尔比；
步骤S115：判断元素Ca和元素Al的摩尔比为是否大于1：2，是则进入步骤S116，否则进入步骤S117；
步骤S116：加入适量的工业氧化铝或氢氧化铝，使得元素Ca和元素Al的摩尔比为1：2至1：2.5，混合后得到目标生料；
步骤S117：在目标生料中加入煤粉，混合均匀；
步骤S118：将混合物送入回转窑于1350℃-1450℃的温度下烧结0.5-2小时，冷却得到熟料；
步骤S119：将熟料通过球磨机磨压0.5-1.5小时；
步骤S120：通过筛选装置进行筛选，得到粉末状的铝酸钙；
步骤S2：将制备得到的铝酸钙直接与盐酸反应制备聚氯化铝，包括以下步骤：
步骤S21：将350-600重量份的盐酸加入常压反应池内，加225-500重量份的水搅拌；
步骤S22：将160-185重量份的铝酸钙缓慢加入常压反应池内，投料时间控制在20-30min。
步骤S23：反应1-3小时后进行压滤。
进一步地，所述工业碳酸钙中CaO含量为55％-56％，石灰石粉中CaO为53％-56％，工业氧化钙中CaO含量不小于92％，氢氧化钙中CaO含量不小于68％。
进一步地，所述工业氧化铝中Al2O3含量不小于98％，氢氧化铝中Al2O3含量不小于64％。
进一步地，所述煤粉的热值不小于6000大卡，灰分不大于15％。
进一步地，所述回转窑的速度控制在1-1.5转/分。
进一步地，所述筛选装置的筛选细度为160目-200目。
进一步地，所述筛选装置为高效转子式选粉机。
进一步地，所述铝酸钙中，氧化铝的含量为58％-68％，氧化钙的含量为26％-35％，过滤时间≤2min，可溶氧化铝的含量为56％-66％。
进一步地，所述煤粉占生料总量的0-25％。
进一步地，所述步骤S23中，反应温度为90-100℃。
与现有技术相比，本发明的生产聚氯化铝的方法通过将铝土矿与工业碳酸钙、石灰石粉、工业氧化钙或氢氧化钙中的一种或多种混合，判断元素Ca和元素Al的摩尔比为是否大于1：2，是则加入适量的工业氧化铝或氢氧化铝，使得元素Ca和元素Al的摩尔比为1：2至1：2.5，得到目标生料，在目标生料中加入煤粉，将混合物送入回转窑于1350℃-1450℃的温度下烧结0.5-2小时，经过磨压及筛选，得到颗粒状的铝酸钙，将铝酸钙直接与盐酸反应制备聚氯化铝，如此工艺步骤简单、易操作、生产周期短且成本低。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明实施例提供的生产聚氯化铝的方法的流程示意图。
图2为图1中步骤S1的第一部分的流程示意图。
图3为图1中步骤S1的第二部分的流程示意图。
图4为图1中步骤S2的流程示意图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解的是，此处对本发明实施例的说明并不用于限定本发明的保护范围。
请参考图1，其为本发明提供的一种生产聚氯化铝的方法，包括以下步骤：
步骤S1：利用铝土矿制备氧化铝Al2O3含量符合要求的铝酸钙。请参考图2及图3，其包括以下步骤：
步骤S111：准备550-800重量份的铝土矿，并获取铝土矿中的Al2O3的含量。
步骤S112：准备0-580重量份的工业碳酸钙、0-600重量份石灰石粉、0-350重量份工业氧化钙或0-470重量份氢氧化钙中的一种或多种，并获取其中CaO含量。
步骤S113：将铝土矿与工业碳酸钙、石灰石粉、工业氧化钙或氢氧化钙中的一种或多种混合，得到初步生料。
步骤S114：计算初步生料中的元素Ca与元素Al的摩尔比。
步骤S115：判断元素Ca和元素Al的摩尔比为是否大于1：2？是则进入步骤S116，否则进入步骤S117。因为现实中，铝土矿中的Al2O3的含量很可能低于理想值，如65％，因此只需要考虑初步生料中Al2O3不足的情况。
步骤S116：若元素Ca和元素Al的摩尔比大于1：2，说明铝土矿中的Al2O3的含量低于理想值，初步生料中Al2O3不足，加入适量的工业氧化铝或氢氧化铝，使得元素Ca和元素Al的摩尔比为1：2至1：2.5，混合后得到目标生料。
步骤S117：在目标生料中加入煤粉，混合均匀，其中煤粉占生料总量的0-25％；煤粉的作用是促进烧结，使得烧结更加充分、均匀。本实施方式中，优选地，煤粉占生料总量的10％。
步骤S118：将混合物送入回转窑于1350℃-1450℃的温度下烧结0.5-2小时，冷却，得到熟料；回转窑可采用如中国专利申请CN104986787A所示的回转窑，回转窑可自动翻转，对内部的物料进行全方位、均匀地烧结，反应比较充分，回转窑可用煤气或天然气煅烧。
步骤S119：将熟料通过球磨机磨压0.5-1.5小时；
步骤S120：通过筛选装置进行筛选，得到的粉末状颗粒即为铝酸钙；
步骤S121：将通过筛选装置得到的大颗粒或块状颗粒重新送回至球磨机进行球磨，直至成粉末状颗粒，重复步骤S120。
其中，工业碳酸钙中CaO含量为55％-56％，石灰石粉中CaO为53％-56％，工业氧化钙中CaO含量不小于92％，氢氧化钙中CaO含量不小于68％。
工业氧化铝中Al2O3含量不小于98％，氢氧化铝中Al2O3含量不小于64％。
在上述步骤S117中，所述的煤粉的热值不小于6000大卡，灰分不大于15％。
在上述步骤S118中，所述回转窑的速度控制在1-1.5转/分。
在上述步骤S120中，所述筛选装置筛选出的粉末状颗粒的细度在160目-200目。
在上述步骤S120中，筛选装置为高效转子式选粉机。
制备得到的铝酸钙为淡黄色，其中氧化铝Al2O3的含量为58％-68％，氧化钙CaO含量为26％-35％，其质量特性中，过滤时间≤2min，可溶氧化铝的含量为56％-66％。
步骤S2：将制备得到的铝酸钙直接与盐酸反应制备聚氯化铝，请参考图4，具体包括以下步骤：
步骤S21：将350-600重量份的盐酸加入常压反应池内，加225-500重量份的水搅拌；
步骤S22：将160-185重量份的铝酸钙缓慢加入常压反应池内，投料时间控制在20-30min；
步骤S23：在90-100℃温度下反应1-3小时，并不断搅拌；
步骤S23：反应完成后，通过压滤后或沉淀进行液渣分离，得到成品。
其中，使用的盐酸中，氯化氢HCl的含量为≥31％。
所述的盐酸为工业合成盐酸。
压滤后的静置时间为12～24小时。
压滤过程采用悬梁式自动隔膜压滤机。
实施例1：
本发明实施例的一种生产聚氯化铝的方法的第一实施例中：
(1)：铝土矿中的Al2O3的含量大于或等于理想值，无需添加工业氧化铝或氢氧化铝。
(2)：将工业碳酸钙和铝土矿按照Ca和Al的摩尔比为1：2.5混合均匀，得到目标生料。
(3)：在生料中加入煤粉，混合均匀，其中，煤粉占生料总量的25％。
(4)：将混合物送入回转窑于1450℃下烧结0.5小时，冷却，得到熟料。
(5)：将熟料通过球磨机磨1.5小时。
(6)：煤粉的热值为6200大卡，灰分14％。
(7)：回转窑的速度控制在1.5转/分。
(8)：所述的粉末状颗粒的细度在160目-180目。
实施例2：
本发明实施例的一种生产聚氯化铝的方法的第二实施例中：
(1)：铝土矿中的Al2O3的含量小于理想值(65％)，添加工业氧化铝。
(2)：将工业氧化钙、铝土矿及工业氧化铝按照Ca和Al的摩尔比为1：2混合均匀，得到目标生料。
(3)：在生料中加入煤粉，混合均匀，其中，煤粉占生料总量的10％。
(4)：将混合物送入回转窑于1380℃下烧结1.5小时，冷却，得到熟料。
(5)：将熟料通过球磨机磨0.5小时。
(6)：煤粉的热值为6500大卡，灰分12％。
(7)：回转窑的速度控制在1转/分。
(8)：所述的粉末状颗粒的细度在160目-180目。
实施例3：
本发明实施例的一种生产聚氯化铝的方法的第三实施例中：
(1)：铝土矿中的Al2O3的含量小于理想值(65％)，添加氢氧化铝。
(2)：将工业碳酸钙、铝土矿及氢氧化铝按照Ca和Al的摩尔比为1：2.4混合均匀，得到目标生料。
(3)：在生料中加入煤粉，混合均匀，其中，煤粉占生料总量的25％。
(4)：将混合物送入回转窑于1350℃下烧结2小时，冷却，得到熟料。
(5)：将熟料通过球磨机磨1小时。
(6)：煤粉的热值为6000大卡，灰分15％。
(7)：回转窑的速度控制在1.5转/分。
(8)：所述的粉末状颗粒的细度在180目-200目。
实施例4：
本发明实施例的一种生产聚氯化铝的方法的第四实施例中：
(1)：铝土矿中的Al2O3的含量小于理想值(65％)，添加工业氧化铝。
(2)：将氢氧化钙、铝土矿及工业氧化铝按照Ca和Al的摩尔比为1：2.2混合均匀，得到目标生料。
(3)：在生料中加入煤粉，混合均匀，其中，煤粉占生料总量的18％。
(4)：将混合物送入回转窑于1450℃下烧结1小时，冷却，得到熟料。
(5)：将熟料通过球磨机磨1小时。
(6)：煤粉的热值为7000大卡，灰分11％。
(7)：回转窑的速度控制在1.2转/分。
(8)：所述的粉末状颗粒的细度在170目-190目。
与现有技术相比，本发明的生产聚氯化铝的方法通过将铝土矿与工业碳酸钙、石灰石粉、工业氧化钙或氢氧化钙中的一种或多种混合，判断元素Ca和元素Al的摩尔比为是否大于1：2，是则加入适量的工业氧化铝或氢氧化铝，使得元素Ca和元素Al的摩尔比为1：2至1：2.5，得到目标生料，在目标生料中加入煤粉，将混合物送入回转窑于1350℃-1450℃的温度下烧结0.5-2小时，经过磨压及筛选，得到颗粒状的铝酸钙，将铝酸钙直接与盐酸反应制备聚氯化铝，如此工艺步骤简单、易操作、生产周期短且成本低。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。