一种免加热生产聚氯化铝的方法
【专利摘要】本发明公开了一种免加热生产聚氯化铝的方法，具体步骤如下：(1)将傅克反应氯化铝废液、含铝盐酸、工业盐酸、水依次加入保温反应釜中，配制成混合酸，使得混合酸Al2O3％＝1～4％，HCl％＝12～18％；(2)在混合酸中加入铝氧化污泥，搅拌60～90min至完全溶解，反应温度可升至60～80℃，控制半成品的HCl％＝0.5～3.5％，Al2O3％≥5.0％；(3)在半成品液中加入铝酸钙粉，调节反应液Al2O3％＝11～12％，盐基度＝60～90％，利用反应放热维持反应所需温度，温度上升至90℃后开始计时，保温反应60～90min后压滤即得成品聚氯化铝。采用本方法制备聚氯化铝，生产工艺简单，不需要蒸汽加热，减少了酸雾和废渣的排放量，降低了生产成本，实现了废弃物资源的回收利用，是一种节能减排、经济实用的生产方法。
【专利说明】一种免加热生产聚氯化铝的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种免加热生产聚氯化铝的方法，具体涉及到一种利用铝氧化污泥和铝酸钙粉的反应热作为热源来制备聚氯化铝的方法。
【背景技术】:
[0002]聚氯化铝作为典型的絮凝剂产品，可广泛应用于工业污水、工业用水、生活污水的物化处理过程中。经过多年的发展，其生产工艺虽已趋于成熟，但是仍存在一些缺陷。其中，较为突出的问题之一是多数工艺的生产过程仍然需要补充蒸汽加热，该方法不仅增加了锅炉等配套设备的建设和维护成本，而且需要消耗大量日益紧张的资源性能源，如煤、天燃气等，增加空气中C02、S02等污染物质的排放量。随着国家对环境保护的日益重视，“节能减排，发展循环经济”也逐渐成为众多净水剂生产企业的发展方向。鉴于此，专利“聚合氯化铝免加热生产的方法CN201110211796.1”提出了利用铝矾土、盐酸、铝酸钙粉、酸雾吸收水二步法生产聚合氯化铝的工艺。该方法可以在免加热条件下生产出聚氯化铝，但仍有一定的不足:(1)铝矾土、铝酸钙粉均为资源型原料，其价格一路上涨，仅以其作为聚氯化铝中铝源的供给原料，生产成本也逐年上升；(2)铝矾土、铝酸钙粉中均含有不少水不溶物，导致产品的产率降低，生产废渣量较多；(3)酸溶所用盐酸酸度较高，反应过程中酸雾挥发较为严重。除此之外，未检索到其他免加热的聚氯化铝生产技术。
【发明内容】
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[0003]本发明针对以上不足，提出了一种免加热生产聚氯化铝的新方法。本发明是通过以下技术方案实现的:
[0004]本发明以铝氧化污泥和铝酸钙粉酸溶反应放出的热量作为热源来生产液体聚氯化铝。通过控制半成品和成品指标来调控铝氧化污泥和铝酸钙粉的用量，以满足反应所需热量。具体步骤如下:
[0005](I)混合酸的配制:在反应釜中依次加入傅克反应氯化铝废液、含铝盐酸、工业盐酸、水依次加入反应釜中，配制成混合酸，使得混合酸A1203%= I~4%，HCl %= 12~18%。
(2)半成品的制备:在混合酸中加入铝氧化污泥，搅拌60~90min至完全溶解，反应温度可升至60~80°C，控制半成品的HCl %= 0.5~3.5%，A1203%≥5%。
(3)氧化聚合反应:在半成品液中加入招酸钙粉,调节反应液A1203%=11~12%,盐基度=60~90%，利用反应放热维持反应所需温度，温度上升至90°C后开始计时，保温反应60~90min小时后压滤即得聚氯化招成品液。
[0006]其中，所述生 产所用反应釜为半地下反应釜，外部包有保温材料。
[0007]所述铝氧化污泥为铝型材表面酸洗废液处理得到的灰白色或白色的半固体物质，主要成分为Al (OH)3，其中Al2O3^= 10~30%。铝氧化污泥中Al (OH) 3含量可利用自然光晚晒进彳丁进一步提闻。[0008]所述铝酸钙粉中可溶A1203%≥50%, CaO = 30~36%，粒度=100~200目。
[0009]所述混合酸是蒽醌废液、铝箔酸洗废液、医药中间体含铝废液、副产盐酸、工业盐酸中一种或几种。
[0010]所述生产用水可以是收集的雨水、酸雾吸收水、反应釜冲洗水、地坪冲洗水、自来水中的一种或几种。
[0011]所述半成品的盐酸酸度应在控制范围内，随着室外气温的降低而升高，随着铝氧化污泥中Al (OH) 3含量的增加而降低。[0012]本发明的有益效果是:本发明在成功实现免加热生产聚氯化铝的基础上，根据行业发展趋势，提出了一种新技术，该技术原料来源丰富，工艺节能、减排、环保、易操作，在提高产品产率的同时，也进一步降低了聚氯化铝的生产成本，符合行业发展方向和国家环保政策。具体如下:
(1)该技术不需额外加热，免去了供热设备的投资与维护费用，减少了C02、S02等有毒有害气体的排放。
(2)采用半地下保温反应釜，有效降低了生产过程中的热量损耗。
(3)采用中低浓度混合酸作为反应用酸，在较低温度下(60~80°C)进行铝氧化污泥的酸溶反应，可有效减少生产过程中酸雾的挥发和热量的损耗。
(4)铝表面加工行业分布广泛，产生大量的铝氧化污泥，为本发明的产业化提供了丰富的原料来源；采用铝氧化污泥为主要供铝原料，不仅减少了实现了固废的资源化利用，且其酸溶反应热保证了聚氯化铝生产所需的大部分热量，更减少了废渣产量；通过自然晾晒可进一步提高铝氧化污泥中Al (OH) 3含量及单位量污泥的反应热值，有效保证了反应所需热量。
(5)采用高目数铝酸钙粉作为补充热源和铝源，有效提高了反应效率。
(6)生产用水以回用水为主，在回用部分酸、铝和热量的同时，更实现了节能减排。
(7)通过提高终产品的A1203%来增加铝氧化污泥和铝酸钙粉的投加量，在提高单釜标准含量聚氯化招产量的同时,也进一步保证了反应所需热量。
【具体实施方式】:
[0013]通过以下实施例对本发明做进一步描述:
实施例1
[0014]在100m3保温反应釜中加入铝箔酸洗废液40t(A1203%= 2.3%,HC1%= 18% ),医药中间体含铝废酸20t(A1203%= 6.3%，HCl % = 5.7% )，搅拌均匀后得到A1203% =3.6%, HCl%= 13.9%的混合酸；投加铝氧化污泥33t(A1203%= 11% )，搅拌反应60min后，检测半成品指标得A1203%= 6.05%, HC1%= 0.69%, T = 68 °C ;加入150目铝酸钙粉12.5t(A1203%= 51.5%,CaO%= 33% )，搅拌溶解，反应温度升至90°C开始计时，反应60min后即得PAC初级反应液；将反应液冷却至80°C后压滤即得成品，经检测成品A1203%=11.6%, B = 71.3%。
实施例2
[0015]在100m3保温反应釜中加入铝箔酸洗废液40t(A1203%= 1.8%,HC1%= 15%),工业盐酸IOt (HCl %= 31.5% )、酸雾吸收水IOt (HCl % = 8.2% )，搅拌均匀后得到A1203%= 1.2%, HC1%= 16.6% 的混合酸；投加铝氧化污泥 20t (A1203% = 15.2% )，搅拌反应70min后，检测半成品指标得A1203%= 4.63%, HCl % = 3.32%, T = 75°C ;加入100目铝酸钙粉13t(A1203%= 51.5%, CaO%= 33% )，搅拌溶解，反应温度升至90°C开始计时，反应SOmin后即得PAC初级反应液，将其冷却至80°C后压滤即得成品，经检测成品A1203%= 11.16%，B = 77.3%。
实施例3
[0016]在100m3保温反应釜中加入铝箔酸洗废液60t (A1203 % = 3.1 %, HCl % =16.3% ),生产清洗水 15t (A1203 % = 1.7 %, HCl % = 2.1 % ),搅拌均匀后得到 A1203 %=2.8%, HC1%= 13.5%的混合酸；投加铝氧化污泥15t(A1203%= 25.3% )，搅拌反应90min 后，检测半成品指标得 A1203%= 6.47%,HC1%= 1.32%, T = 70°C ;加入 200 目铝酸钙粉12t(A1203%= 51.5%，CaO%= 33% )，搅拌溶解，反应温度升至90°C开始计时，反应60min后即得PAC初级反应液，将其冷却至80°C后压滤即得成品，经检测成品A1203% =11.76%, B = 68.6%。
【权利要求】
1.一种免加热生产聚氯化铝的方法，其特征在于:以铝氧化污泥和铝酸钙粉酸溶反应放出的热量作为热源来生产液体聚氯化铝。通过控制半成品和成品指标来调控铝氧化污泥和铝酸钙粉的用量，以满足反应所需热量。具体步骤如下: (1)混合酸的配制:在反应釜中依次加入傅克反应氯化铝废液、含铝盐酸、工业盐酸、水依次加入反应釜中，配制成混合酸，使得混合酸Al2O3^= I~4%，HCl %= 12~18%。 (2)半成品的制备:在混合酸中加入铝氧化污泥，搅拌60~90min至完全溶解，反应温度可升至60~80°C，控制半成品的HCl % = 0.5~3.5%，Al2O3%≥5%。 (3)氧化聚合反应:在半成品液中加入招酸钙粉，调节反应液Al2O3^=11~12%,盐基度=60~90%，利用反应放热维持反应所需温度，温度上升至90°C后开始计时，保温反应60~90min后压滤即得聚氯化招成品液。
2.根据权利要求1所述的一种免加热生产聚氯化铝的方法，其特征在于:生产所用反应釜为半地下反应釜，外部包有保温材料。
3.根据权利要求1所述的一种免加热生产聚氯化铝的方法，其特征在于:所述铝氧化污泥为铝型材表面酸洗废液处理得到的灰白色或白色的半固体物质，主要成分为Al (OH) 3，其中 Al2O3^= 10 ~30%。
4.根据权利要求3所述的一种免加热生产聚氯化铝的方法，其特征在于:所述铝氧化污泥中Al (OH)3含量可利用自然光晾晒进行进一步提高。
5.根据权利要求1所述的一种免加热生产聚氯化铝的方法，其特征在于:所述铝酸钙粉中可溶Al2O3^≥50%, CaO = 30~36%，粒度=100~200目。
6.根据权利要求1所述的一种免加热生产聚氯化铝的方法，其特征在于:所述混合酸是葸醌废液、铝箔酸洗废液、医药中间体含铝废酸、副产盐酸、工业盐酸中一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种免加热生产聚氯化铝的方法，其特征在于:所述生产用水可以是收集的雨水、酸雾吸收水、反应釜冲洗水、地坪冲洗水、自来水中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种免加热生产聚氯化铝的方法，其特征在于:所述半成品的盐酸酸度应在控制范围内，随着室外气温的降低而升高，随着铝氧化污泥中Al (OH)3含量的增加而降低。
【文档编号】C01F7/56GK103833059SQ201410080392
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】赵志萍, 王桂玉, 张康明 申请人:常州友邦净水材料有限公司