专利名称：一种制取液体硫酸铝的方法
技术领域：
本发明涉及一种制取液体硫酸铝的化工生产方法。
在此之前，国内外用于造纸、印染等行业的液体硫酸铝，是以氧化铝或氢氧化铝、硫酸或废硫酸为原料，经中和而得，生产成本比较高。
本发明的目的是提供一种利用含有铝离子的硫酸、盐酸混合废液制取液体硫酸铝副产氯化铵的方法，实现“三废”综合利用，降低生产成本。
本发明的目的是这样实现的制取液体硫酸铝的主要原料是含有铝离子的硫酸、盐酸混合溶液，它是以无水三氯化铝作催化剂进行有机合成反应的废弃物，一般含有铝、盐酸、硫酸和与前述有机合成反应有关的少量有机物等。首先将含有铝离子的硫酸、盐酸混合溶液按一定重量比例分成A、B两部分，其次使烷基叔胺与A部分含铝离子的硫酸、盐酸混合溶液进行缔合反应，有机相生成烷基叔胺盐酸盐，水相由于酸度降低，铝离子水解作用生成碱式硫酸铝沉淀，然后经过过滤，将得到的碱式硫酸铝与B部分含铝离子的硫酸、盐酸混合溶液进行中和、过滤，除杂制得液体硫酸铝，有机相烷基叔胺盐酸盐用水洗涤，洗掉夹带的铝离子后，与氨或含有氨的水或氯化铵溶液进行解缔反应，水相中生成氯化铵，有机相烷基叔胺得到再生，循环使用;构成一个由缔合、中和、洗涤、解缔组成的制取液体硫酸铝副产氯化铵的生产工艺。
本发明是利用烷基叔胺在水分子存在的条件下，能够与酸缔合生成烷基叔胺盐进入有机相的性质，利用铝离子在酸性降低条件下，将废液中的铝、硫酸、盐酸等有用物质利用起来，变废为宝，节约资源，消除污染，保护环境。
附图
为本发明工艺流程图。
以下结合附图对本发明作进一步描述，其具体工艺过程如下1、缔合缔合剂是一种含氮的碳氢化合物，通式为R3N即烷基叔胺，它有三个烃基，每个烃基都是具有游离官能团形式的烷基，烷基的碳原子数在七个以上。
将含有铝离子的硫酸、盐酸混合溶液按计算所得的一定比例分成A、B两部分，将A部分加入缔合反应器中，按照烷基叔胺与含有铝离子的硫酸、盐酸混合溶液中的氯化氢以1∶0.5-1.5的摩尔比，加入烷基叔胺，在10-100℃温度下，搅拌反应0.05-2小时，其反应过程为
此时混合液中的氯化氢与烷基叔胺形成稳定的缔合物进入有机相;硫酸根离子则与发生水解反应的铝离子形成碱式硫酸铝沉淀。
反应完毕静置，两相分离，分出的下层为含有碱式硫酸铝沉淀的水相，将其过滤，滤饼为碱式硫酸铝，用作下步中和;滤液为缔余水，用作下步洗涤，上层是有机相，即烷基叔胺盐酸盐，留在反应器中以待解缔。
2、中和将碱式硫酸铝与B部分含有铝离子的硫酸、盐酸混合溶液投入到中和反应器中，由于碱式硫酸铝组成的不稳定性，两种物料必须根据实际检测结果按化学当量反应计算其投入量，中和反应是在20-100℃温度下，搅拌进行0.05-2小时，控制碱式硫酸铝全部溶解，经过滤除去机械杂质后，液体硫酸铝没有游离酸的检出即为合格品。
3、洗涤洗涤剂为缔余水将缔余水按照与烷基叔胺盐酸盐0.2-1.0倍体积比，投入到缔合反应器中，在20-90℃温度下，搅拌洗涤0.02-2小时，将有机相烷基叔胺盐酸盐中夹带的铝离子洗掉进入水相，洗涤完毕后静置分层，下层水相放出，上层为洗涤后的烷基叔胺盐酸盐，留在反应器中以待解缔。
4、解缔解缔剂是气氨或含有氨的水或氯化铵溶液。
按照与烷基叔胺盐酸盐中氯化氨以1∶0.8-1.5的摩尔比的量，如用气氨，则在母液存在的情况下，以边搅拌边通入的方式进行解缔反应，控制温度20-80℃;如用含氨溶液则在20-100℃温度，搅拌反应0.02-2小时，其反应过程如下
然后静置，两相分层，下层为水相，即氯化铵溶液，在搅拌下冷却到18℃，使氯化铵结晶分离而得到副产，母液则在充氨后作为解缔剂使用，或作气氨解缔的稀释剂，上层为有机相，即再生后的烷基叔胺循环使用。
现结合实施例详细叙述本发明的工艺过程。
实施例1用合成法蒽醌酸解工序产生的含有铝离子的硫酸、盐酸混合废液457.5公斤，其中含三氧化二铝4.65%(折100%三氧化铝21.28公斤);含硫酸4.83%(折100%硫酸122.10公斤);含氯化氢7.86公斤(折100%氯化氢35.94公斤);同时使用99%液氨5.54公斤(折100%5.48公斤)，以烷基叔胺做缔合剂(其比重0.815，沸点320℃，粘度10.4厘泊，表面张力28达因/厘米，溶解度10PPM以下)，经缔合、中和、洗涤、解缔等工序，生产出液体硫酸铝381.67公斤，氯化铵11.39公斤，其技术指标为缔合铝回收率94.26%;中和铝回收率97.45%;硫酸回收率87.37%;氯化氢回收率86.37%;本实施例的主要反应工艺条件是(1)、缔合摩尔比R3N∶HCl＝1∶0.7-1.2反应温度20-90℃搅拌时间0.1-1小时(2)、中和配料比碱式硫酸铝与硫酸、氯化氢混合溶液为化学当量。
反应温度30-80℃搅拌时间0.1-1小时(3)、洗涤洗水用量为烷基叔胺盐酸盐体积的0.3-0.7倍洗水温度30-70℃搅拌时间0.05-0.5小时(4)、解缔摩尔比HCl∶NH3＝1∶0.9-1.3反应温度30-80℃搅拌时间0.1-1小时解缔剂含氨12%饱和氯化铵溶液产品质量指标(1)、液体硫酸铝质量项目 质量指标硫酸铝含量(以Al2O3计) 5.43%游离酸 未检出铁(Fe2O3计) 0.08%水不溶物 0.03%(2)、氯化铵质量项目 质量指标含氮量 24.15%
权利要求
1.一种制取液体硫酸铝的方法，其特征在于以含有铝离子的硫酸、盐酸混合溶液为主要原料，采用烷基叔胺做缔合剂，首先使烷基叔胺与一部分含铝离子的硫酸、盐酸混合溶液进行缔合反应，有机相生成烷基叔胺盐酸盐，水相中铝离子受水解作用生成碱式硫酸铝沉淀，然后将过滤得到的碱式硫酸铝与另一部分含有铝离子的硫酸、盐酸盐混合溶液中和，制得液体硫酸铝，有机相烷基叔胺盐酸盐，经过水洗涤后，与氨或含有氨的水或氯化铵溶液进行解缔反应，水相中生成氯化铵，烷基叔胺得到再生，循环使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于缔合剂是含有氮的碳氢化合物，其通式为R3N即烷基叔胺，它有三个烃基，每个烃基都是具有游离官能团形式的烷基，烷基的碳原子数在七个以上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于烷基叔胺是与含有铝离子的硫酸、盐酸混合溶液中的氯化氢以1∶0.5-1.5摩尔比的量进行缔合反应的，反应温度为10-100℃，搅拌时间为0.05-2小时。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于将缔合析出的碱式硫酸铝与另一部分含有铝离子的硫酸、盐酸混合溶液进行中和反应，碱式硫酸铝按化学当量反应，控制反应温度为20-100℃，搅拌时间为0.05-2小时。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于将烷基叔胺盐酸盐用水洗涤，除去其中残留的铝离子，洗水用量是烷基叔胺盐酸盐体积的0.1-1.0倍，洗水温度为20-90℃，搅拌时间为0.02-2小时。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于将水洗后的烷基叔胺盐酸盐与氨进行解缔反应，解缔反应的氨，可以是气氨、或氨水，或含氨的氯化铵溶液，按与烷基叔胺盐酸盐中氯化氢以1∶0.8-1.5摩尔比的量投入，反应温度为20-100℃，搅拌时间为0.02-2小时。
全文摘要
一种制取液体硫酸铝的方法，它是以由无水三氯化铝为催化剂进行有机合成反应所产生的废弃物——含铝离子的硫酸、盐酸混合溶液为主要原料，在缔合剂烷基叔胺的参与作用下，经缔合，中和，洗涤，解缔等工艺，制取液体硫酸铝，并副产氯化铵。其产品可以广泛适用于造纸，印染等行业，副产品氯化铵可以作为农业肥料使用。
文档编号C01F7/74GK1058197SQ90105180
公开日1992年1月29日 申请日期1990年7月20日 优先权日1990年7月20日
发明者王志仁, 王苹, 王振宇, 荣捷 申请人:沈阳化工综合利用研究所