氯化铝和氢氧化钠 氯化铝和过量氢氧化钠方程式

2024-11-2902:45:24综合资讯0

一、原材料

生产聚合氯化铝的原材料主要可以分为两大类:一类是铝矿类资源,主要包括铝土矿(如三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石)、粘土、高岭土以及明矾石等;另一类则是其他含铝的物质,例如金属铝、废铝屑、灰铝、氢氧化铝、三氯化铝、煤矸石和粉煤灰等。若想生产较高纯度的聚合氯化铝,通常需要采用铝锭、铝屑或氢氧化铝作为原料,同时也可以使用硫酸铝或二氯化铝等为基础材料。

在我国,聚合氯化铝的生产原料多依赖于本地矿产资源的开发和利用。我国聚合氯化铝的生产始于上世纪70年代,当时的主要原料是铝灰。铝灰作为原料具有较低的成本和简易的生产工艺,这一工艺在短时间内迅速推广。由于铝灰生产的聚合氯化铝杂质较多,且品质较难保证,特别是在80年代以后,这一生产方式逐渐退出了自来水净化领域。到了80年代初,聚合氯化铝的生产开始转向使用粘土矿、高岭土矿以及铝土矿等原料,尽管这类产品在除铁等方面表现良好,但由于渣量大且外观不佳,因此未能完全满足市场的需求。随着我国铝工业的迅速发展,90年代初,聚合氯化铝的生产原料逐步转向氢氧化铝,个别企业也开始采用氯化铝和金属铝等其他材料。

值得注意的是,由于国内合成盐酸中的含铁量较高,这使得我国生产的聚合氯化铝在外观上偏黄,这一特点与日本等的产品有所不同。

二、生产工艺

聚合氯化铝的生产方法多种多样,主要包括酸法、减法、中和法、热解法、加压反应法、混凝胶法、电渗析法以及电解法等。固体聚合氯化铝通常通过喷雾干燥或滚筒干燥将液体聚合氯化铝转化为固体。喷雾干燥适合大规模生产,而规模较小的生产企业一般会选择滚筒干燥。

目前我国生产聚合氯化铝的主要工艺有金属铝法(包括铝灰和铅渣法)、活性氢氧化铝法、三氧化二铝法(如铝矾土、煤矸石等)以及结晶氯化铝法等。

1. 金属铝法

此法主要利用铝加工过程中的废料,如铝屑、铝灰和铝渣等。根据工艺的不同,金属铝法可以分为酸法、碱法和中和法三种。

酸法:该方法反应速度快,设备投资少,工艺简便,操作方便,但其缺点是溶液中的杂质较多,尤其是重金属含量容易超标,产品质量不稳定,设备腐蚀性强。

碱法:相比酸法,碱法工艺难度较大,设备投资较高,且使用的碱量较大,需用大量盐酸中和至pH值4-5,成本较高,因此在应用上受到了一定限制。

中和法:这种方法将酸法和碱法的优点结合在一起。关键在于控制铝酸钠和三氯化铝溶液的比例,使盐基度达到标准要求。盐基度是衡量产品质量的重要指标,而在合成过程中必须进行充分搅拌。

不同方法生产聚合氯化铝的技术经济指标有显著差异,具体可参见相关数据表。

2. 氢氧化铝法

氢氧化铝法主要使用拜耳法生产铝过程中得到的活性氢氧化铝。该工艺中,活性氢氧化铝与盐酸反应,在较高的温度(50-180℃)和压力(0.5MPa)下进行,最终得到盐基度在41.6%-48.6%之间的液体聚合氯化铝产品。此后,液体产品经过浓缩和烘干,最终可得到固体聚合氯化铝。

虽然该工艺过程较为简单,但反应条件苛刻,对设备的要求较高,且腐蚀性强,一般的搪玻璃反应釜很难满足生产需求,因此保证产品质量十分不易。

使用氢氧化铝为原料生产聚合氯化铝的主要技术指标也可以通过相关数据进行参考。

3. 三氧化二铝法

三氧化二铝法的主要原料包括三水铝石、铝钒土、高岭土和煤矸石等。该工艺的第一步是通过化学反应得到结晶氯化铝,接着通过热解法或中和法转化为聚合氯化铝。

使用铝矾土为原料的聚合氯化铝生产工艺的技术经济指标可通过相关数据表来进一步了解。

高岭土作为原料生产聚合氯化铝时,一般的工艺流程包括三个步骤:首先是精矿焙烧活化,其次是酸浸过程,最后是调整酸浸液的盐基度,最终生成聚合氯化铝溶液。该方法不仅能带来显著的社会效益和环境效益,还能获得良好的经济效益。以1吨精矿为例,能够生产出1.8吨液体聚合氯化铝净水剂。

4. 结晶氯化铝法

结晶氯化铝法通常采用沸腾热解法工艺,生产能力较大。结晶氯化铝在经过加热处理后,氯化氢气体和水分会分解,从而生成粉末状的聚合氯化铝单体(也称为熟料)。

随着生产技术的不断进步,聚合氯化铝的生产工艺也在不断发展创新。不同原料和工艺的选择,使得产品的性能和质量在很大程度上得到了改善。在未来的生产过程中,如何优化原料选择、提高生产效率、降低成本,将是聚合氯化铝行业面临的重要挑战。