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深度解析：聚合氯化鋁的制備工藝與性能特點
2024.11.09
聚合氯化鋁的制備工藝
- 金屬鋁法：
- 酸法：以鋁加工產生的下腳料如鋁屑、鋁灰和鋁渣等為原料，將鹽酸與鋁混合產生聚合反應。該方法反應速度快、工藝流程簡單、操作簡便、設備投資少，但制得的聚合氯化鋁產品雜質含量較高，產品質量不穩定，且酸對反應設備的腐蝕較為嚴重。
- 堿法：工藝難度較大，設備投資高，且用堿量大，pH 值控制復雜，成本較高，所以采用較少。
- 中和法：是酸法和堿法的中和處理，通過調節鹽的基度，除去鹽之后獲取聚合氯化鋁，產品純度較高。
- 氫氧化鋁法：該方法所用原料主要是拜爾法煉鋁過程中的活性氫氧化鋁。由于氫氧化鋁酸溶性不好，需要在較高溫度（50 - 180℃）和壓力（0.5MPa）下使其與過量的鹽酸反應，制得液體聚合氯化鋁產品，然后經濃縮、烘干得到固體聚合氯化鋁產品。此方法生產的產品純度高，但生產成本較高。
- 含鋁礦物法1：
- 鋁礬土、鋁酸鈣粉生產法：先將一水軟鋁石礦石粉碎并磨細，在 650 - 800℃的沸騰爐中煅燒得到熟礦粉。然后在高溫高壓條件下，加入鹽酸與之反應（為防止反應過于激烈，鹽酸應緩慢分批次加入），并可適當加入少許氫氟酸提高鋁的溶出率。為提高產品的鹽基度，還可加入適量的鋁酸鈣粉。該方法溶出時間較短、溶出率較高。
- 高嶺土生產法：我國高嶺土資源豐富，成本低廉。主要是酸溶兩步法，先將高嶺土焙燒后與酸反應，然后調節鹽基度。一般在焙燒工藝之前，將鹽酸與高嶺土浸泡、烘干、研磨，后與鹽酸在一定配比下反應，反應溫度控制在 140 - 150℃，壓力控制在 0.4 - 0.5MPa，反應時間為 1.5 - 2.0h。反應結束后加入適量的鋁酸鈣粉調節鹽基度，得到液體產品。不過該法鋁的浸出率不高。
- 煤矸石生產法：煤矸石是采煤過程中產生的廢礦石，經焙燒后主要成分為二氧化硅、三氧化二鐵、三氧化二鋁。目前主要采用酸溶法，利用煤矸石中的鋁成分與酸反應制備聚合氯化鋁。
- 氯化鋁法10：
- 沸騰熱解法：利用結晶氯化鋁加熱到一定溫度后發生熱分解，分解產物是氯化氫與水，后發生聚合反應產生粉狀聚合氯化鋁。但該方法因結晶氯化鋁來源所限，生產成本相對較高，應用受限。
- 中和法：在氯化鋁原料中加入石灰石、碳酸鈉等提高產品水解程度，從而得到聚合氯化鋁，但該方法溶解性較差，產品的鹽基度也不太理想。
聚合氯化鋁的性能特點
- 的絮凝性能：
- 吸附電中和作用強：聚合氯化鋁在水中水解產生帶正電荷的水解產物，能夠快速中和水中帶負電荷的膠體顆粒，使膠體顆粒失去穩定性，從而相互碰撞凝聚。例如，在處理污水中的懸浮顆粒時，能迅速使顆粒聚集在一起。
- 吸附架橋能力出色：其分子結構大，具有多個活性位點，能夠吸附多個膠體顆粒，在顆粒之間形成 “橋梁”，將它們連接起來，形成較大的絮體。這種絮體結構緊密，沉降速度快，大大提高了固液分離的效率。
- 沉淀物網捕作用好：在絮凝過程中，聚合氯化鋁形成的絮體可以將水中的其他微小顆粒和雜質包裹在內，如同漁網捕魚一樣，將它們一起沉淀下來，進一步提高了水質的凈化效果。
- 良好的適應性：
- pH 值適用范圍寬：在較寬的 pH 值范圍內（一般為 4 - 9）都能保持較好的絮凝效果，而傳統的鋁鹽混凝劑在 pH 值較低或較高時，絮凝效果會明顯下降。這使得聚合氯化鋁在處理不同酸堿度的廢水時具有很大的優勢，例如在酸性較強的礦山廢水和堿性較強的印染廢水處理中都能發揮良好的作用。
- 溫度適應性強：對溫度的變化不敏感，在不同的溫度條件下都能保持穩定的絮凝性能。無論是在寒冷的冬季還是炎熱的夏季，都能有效地凈化水質。
- 使用方便：
- 溶解性好：易溶于水，形成透明至微渾濁的液體，方便在水處理過程中添加和混合。
- 投加量少：由于其的絮凝性能，相比傳統的凈水劑，聚合氯化鋁的投加量較少，能夠降低水處理的成本。
- 產品純度和穩定性：可以通過選擇合適的制備工藝和原料，生產出高純度的聚合氯化鋁產品，減少雜質的含量。并且其產品穩定性較好，在儲存和運輸過程中不易發生變質。
- 環保性：聚合氯化鋁在水處理過程中，不會產生二次污染，處理后的水符合飲用水標準，對環境友好。同時，它還能有效去除水中的重金屬及放射性物質等污染物，保障用水安全。
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