[發明專利]一種聚合氯化鋁的制備方法及其所得聚合氯化鋁和用途

在審

• 申請號: 201910067218.1
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109721092A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 吳小鵬
• 申請（專利權）人: 鄂爾多斯市藍天白云環保材料有限責任公司
• 主分類號: C01F7/56
• 分類號: C01F7/56;C02F1/52
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 王芊雨;周際

本發明公開了一種聚合氯化鋁的制備方法及其所得聚合氯化鋁和用途。該方法包括：在鹽酸中加入高鋁粉煤灰進行溶出反應，得到氯化鋁溶液；在氯化鋁溶液中加入電石渣或氫氧化鈣，調節pH值＝3.5～5.0，進行聚合反應，得到液體聚合氯化鋁，聚合反應時的溫度是40～110℃。本發明采用高鋁粉煤灰進行溶出反應所得溶出液中鋁離子濃度已經較高，質量分數指標符合國家標準GB/T 22627?2014，聚合反應中無需額外添加含鋁物質如鋁酸鈣，僅需要加入電石渣/氫氧化鈣調節pH值即可，降低了對鋁礦石的消耗，減少了生產成本，實現了廢物綜合利用；聚合時溫度達到40℃即可，聚合反應條件要求降低，所需電石渣/氫氧化鈣的量非常少。

技術領域

本發明是關于無機高分子混凝劑制備技術領域，特別是關于一種聚合氯化鋁的制備方法及其所得聚合氯化鋁和用途。

背景技術

聚合氯化鋁的簡稱是聚鋁，英文縮寫為PAC(poly aluminum chloride)，它是介于AlCl₃和Al(OH)₃之間的一種水溶性無機高分子聚合物，化學通式為[Al₂(OH)_nCl_6-n·xH₂O]_m(m≤10，n＝1～5)，用作無機高分子混凝劑，是一種新興凈水材料。聚合氯化鋁用于水處理具有穩定性好，適應水域寬，水解速度快，吸附能力強，形成礬花大，質密沉淀快，出水濁度低，脫水性能好等優點。

現有聚合氯化鋁的制備工藝是將鋁礬土與鹽酸進行溶出反應，所得氯化鋁溶液再與鋁酸鈣進行聚合反應制得聚合氯化鋁。其中，鋁酸鈣的成分是Al₂O₃和CaO，其中Al₂O₃可以提高反應液中鋁的含量，CaO能夠提高反應液的pH值，使反應物容易進行聚合反應。但是該工藝中，鋁礬土與鹽酸進行溶出反應后所得鋁含量不高，如果以氧化鋁為標準進行折算，氧化鋁的質量分數一般低于6％。因此，在聚合反應中需要進一步補充鋁的含量，上述工藝正是由于鋁酸鈣的成分是Al₂O₃提高了聚合反應時鋁的含量。另外，該反應需要大量的鋁酸鈣，鋁酸鈣是有氧化鈣和氧化鋁在高溫下燒結而成的，需要消耗大量的鋁礦石，生產成本也很高。

粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為：SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。而高鋁粉煤灰中Al₂O₃的含量比較高，其中Al₂O₃的質量分數一般高于35％。隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，成為我國當前排量較大的工業廢渣之一。大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。

電石渣，又稱電石泥，電石水解獲取乙炔氣后的以Ca(OH)₂為主要成分的廢渣，大多數PVC生產廠家將電石渣漿經重力沉降分離后，上清液循環利用，電石渣經進一步脫水，其含水率仍達40％-50％，呈漿糊狀，在運輸途中易滲漏污染路面，長期堆積不但占用大量土地，而且對土地有嚴重的侵蝕作用。因此，要想從根本上解決問題，只有在技術上謀求突破，尋求新的治理工藝，綜合利用，化害為利，變廢為寶。

針對現有技術在溶出反應時鋁含量過低、鋁礦石消耗過高、生產成本過大的問題，本發明提出了一種采用高鋁粉煤灰和電石渣制備聚合氯化鋁的方法。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容