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铝灰渣和废盐酸能生产聚合氯化铝吗?

2022.09.16
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以铝灰渣和废盐酸为原料,通过酸溶法制备聚合氯化铝,试验表明,铝灰渣和废盐酸制备聚合氯化铝的原料配比为 m∶V1∶V2=20∶55∶80,反应温度为85℃,反应时间为3.5h,熟化温度为80℃,熟化时间为42h;在此条件下,制备的聚合氯化铝中氧化铝质量分数为8.15%,盐基度为35.6%;红外光谱分析表明合成的聚合氯化铝中存在聚合态铝和羟基结构。


随着工业生产的快速发展,工业固废产量日益增加,尤其是。工业废物数量大、种类多、成分复杂,无法对其进行有效处理。工业固废的消极堆存不仅会占用大量土地,造成人力物力的浪费,而且许多工业固废含有易溶于水的物质,污染水系,危害人体健康。


铝灰渣是铝工业生产中产生的浮渣总称,主要来源于电解氧化铝工艺生产过程和熔炼、铸造过程,是铝工业生产过程中工业固废的典型代表。铝灰渣中含有大量的单质铝、氧化铝和氮化铝,其中氮化铝遇水会产生氨气。过去对于铝灰渣的处理主要是进行堆积填埋,这样不仅会占用土地和污染环境,而且浪费了铝灰渣中含有的大量铝资源。


化工企业在生产化工产品的过程中不可避免的会产生一些副产品,废盐酸就是其中一种。废盐酸易挥发且具有强腐蚀性,如果处理不当容易对环境造成污染,也会影响附近居民的身体健康。


以铝灰渣和废盐酸为原料制备聚合氯化铝,生产成本低、使用设备少、操作简单,不仅可以解决铝灰渣和废盐酸带来的社会问题,还可以变废为宝、化害为利。


聚合氯化铝 (PAC)是一种介于AlCl3和Al(OH)3之间的水溶性的无机高分子聚合物,化学通式为[Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m,其中m代表聚合程度,n表示聚合氯化铝的中性程度。聚合氯化铝是一种高性能无机高分子絮凝剂,具有分子结构大、吸附力强、凝集力强、形成的絮体大、投加量少的特点,絮凝沉淀速度快,适用pH范围宽,对管道设备无腐蚀性,净水效果明显,能有效去除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子,广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。


聚合氯化铝的合成原料按来源可大致分为含铝矿石 (铝土矿、高岭土、煤矸石等)、工业含铝3废类料:(铝屑、废铝箔、铝灰渣等)、含铝化工产品及中间体(结晶氢氧化铝、三氯化铝、铝酸钠等)。聚合氯化铝的合成方法按原料不同可分为:金属铝法、活性氢氧化铝法、氧化铝法、氯化铝法等;其中金属铝法按照生产工艺不同又可分为酸溶法、碱溶法、中和法等。


以铝灰渣和废盐酸为原料,采用酸溶法制备聚合氯化铝,通过单因素*实验和正交试验,得出铝灰渣和废盐酸制备聚合氯化铝的*佳工艺参数为:原料配比 m∶V1∶V2=20∶55∶80,反应温度为85℃,反应时间为3.5h,熟化温度为80℃,熟化时间为42h。在此条件下,制备的聚合氯化铝氧化铝质量分数为8.15%,盐基度为35.6%。正交试验结果表明:原料配比m∶V1∶V2和熟化温度对聚合氯化铝的性能具有显著影响,反应温度、反应时间、熟化时间影响较小;铝灰渣和废盐酸制备聚合氯化铝的关键是控制原料配比和熟化温度。

 


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