聚合氯化鋁(PAC)物化性質(zhì)和制備方法（二）

[db:作者] / 2022-12-27 00:00

(3)以鋁土礦、高嶺土、明礬石等含鋁礦物為原料。鋁土礦是一種含鋁水合物的土狀礦物，其中主要礦物有三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石或這幾種礦物的混合物，鋁土礦中Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在40%～80%，主要雜質(zhì)有硅、鐵、鈦等的氧化物。高嶺土鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在40%左右，其分布較廣，蘊(yùn)藏豐富，主要成分為三氧化二鋁和二氧化硅明礬石。在提取氯化物、硫酸、鉀鹽的同時，可制得聚合氯化鋁。這些礦物中的鋁一般不能被酸溶出，必須經(jīng)一系列加工處理后才能使鋁溶出，按鋁的溶出方式分為酸法和堿法。酸溶法適用于除一水硬鋁礦外的大多數(shù)礦物。生產(chǎn)工藝是:

①礦物破碎，為使液固相反應(yīng)有較大的接觸面，使氧化鋁盡量溶出，同時又考慮到殘渣分離難度問題，通常將礦石加工到40～60目的粉末；

②礦粉焙燒，為提高氧化鋁的溶出率，需對礦粉進(jìn)行焙燒，最佳焙燒時間和焙燒溫度與礦石種類和性質(zhì)有關(guān)，通常在600～800℃；

③酸溶，鋁灰和鹽酸按一定配比反應(yīng)，在形成的溶液中，A13+以[Al(H2O)6]3+存在，通常加入的鹽酸濃度越高，氧化鋁溶出率越高，但考慮到鹽酸揮發(fā)問題，通常選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%左右的鹽酸，調(diào)整鹽基度熟化后即得到聚合氯化鋁產(chǎn)品。

一水硬鋁石或其他難溶于酸的礦石，可用堿法制備聚合氯化鋁。生產(chǎn)工藝前兩步與酸法一樣，都需破碎和焙燒，后用堿溶，用碳酸鈉或氫氧化鈉或其他堿與礦粉液反應(yīng)，制得鋁酸鈉，再用碳酸氫鈉和鹽酸調(diào)節(jié)，制得聚合氯化鋁。堿法投資大，設(shè)備復(fù)雜，成本高，一般使用較少。

(4)電解法

該法中科院研究較多，通常以鋁板為陽極，以不銹鋼為陰極，氯化鋁為電解液，通以直流電，在低壓、高電流的條件下，制得聚合氯化鋁。曲久輝等利用此法制得了堿化度高、Al含量高的聚合氯化鋁產(chǎn)品。也有學(xué)者對此裝置進(jìn)行了改進(jìn)，如何錫輝等用對氫過電位更低的金屬銅作陰極，且可提高耐腐蝕性和導(dǎo)電性。羅亞田等用特制的倒極電源裝置合成聚合氯化鋁，據(jù)稱可以減少電解過程中的極化現(xiàn)象。

[制備方法]用三氯化鋁為原料有中和法，熱解法。

中和法制備原理:

mAl2(OH)3+6mHCl+mxH2O→[Al2(OH)nCl1-n·xH2O]m

將AlCl3·6H2O溶于0.05～0.08mol/L的鹽酸溶液中，配成0.5～0.8mol/L AlCl3溶液；在反應(yīng)溫度80～90℃及攪拌條件下，往AlCl3溶液中緩慢滴加2～2.5mol/L的NaOH溶液，使得堿化度B值達(dá)到1.5～2.5，即得到所述的聚合氯化鋁。本發(fā)明制得的飲用水處理混凝劑有效成分含量高，聚合度大，分子鏈網(wǎng)密布，在飲用水處理過程中具有更強(qiáng)的吸附凝聚能力和低鋁殘留，是一種高效、低耗、安全的高效環(huán)保飲用水處理混凝劑。

隨著聚合氯化鋁應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，對產(chǎn)品中的雜質(zhì)要求越來越嚴(yán)，現(xiàn)在很多生產(chǎn)過程采用氫氧化鋁和鹽酸中和、水解聚合，結(jié)晶三氯化鋁沸騰熱解等原料較純的方法生產(chǎn)聚合氯化鋁，以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的品質(zhì)要求。

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