聚氯化鋁的生產技術與研究進展

　　衡陽市建衡實業有限公司是由1958年建廠的原衡陽市建衡化工廠改制組建的民營企業。主要從事鋁鹽系列產品及水處理劑系列產品的研發、生產、經營，公司榮獲“全國石油和化學工業先進集體”，產品銨明礬、鉀明礬被中國化工學會授予“質量過硬、優秀重點推薦產品”，產品硫酸鋁、明礬均是湖南省名牌產品，商標“荷花”牌被評為湖南省著名商標，是湖南省“小巨人”計劃企業、湖南省生活飲用水管理“先進單位”、衡陽市“納稅先進單位”、“守合同重信用單位”、“節能降耗先進單位”。

　　聚合氯化鋁是目前國內外廣泛使用的高效混凝劑,具有用量少、污泥少、除濁高、對出水pH影響小等優點。根據自己實際研究經驗,對國內外聚合氯化鋁制備技術的進展研究進行了評述,并提出了聚合氯化鋁生產工藝和性能的改進方法。結果表明,聚合氯化鋁的制備方法很多,但只有酸法和堿法實現了工業化生產;盡管酸法普遍存在原料利用率低、酸霧大等缺點,但工藝簡單,投資少,仍然是將來一種主要的生產方法;目前中國聚合氯化鋁溶液的生產方法基本上都屬于酸法,最主要的是提高聚氯化鋁品質,降低重金屬含量,降低成本。

　　聚合氯化鋁廠家研究了一種制備聚合氯化鋁的新工藝。該工藝為以硫酸鋁、氯化鈣和氫氧化鈣為原料制備聚合氯化鋁;考察了原料配比、反應溫度、熟化溫度、熟化時間以及pH值對產品性能的影響,確定了最佳的反應條件。制備聚合氯化鋁的最佳實驗條件為:n(Al2(SO4)3·18H2O)∶n(CaCl2)∶n(Ca(OH)2)1.00∶2.75∶1.20,加入CaCl2時的溫度為95℃,加入CaCl2時間為20 min,加入Ca(OH)2的溫度為50℃,加入Ca(OH)2時間為20 min,熟化反應溫度為60℃,熟化時間為4 h。對產品進行了水處理實驗,考察產品對廢水COD和濁度的去除效果,結果表明,COD的去除率與濁度的去除率都很高。

　　高效混凝劑聚合氯化鋁是目前水處理研究開發的熱點,它具有用量少、污泥少、除濁高,對出水pH影響小等優點,是污水處理中的理想絮凝劑。因而對國內外聚合氯化鋁制備技術的研究進行了評述,歸納了不同原料生產聚合氯化鋁工藝技術,分析了各類聚合氯化鋁混凝劑的優點,并介紹了聚合氯化鋁生產工藝的主要改進技術。

　　我國是有著悠久煤炭開采史的煤炭生產大國。但同時由于煤炭開采產生的大量煤矸石卻帶來了嚴重的環境污染和生態破壞。無論對于我國還是世界,礦物資源都很緊缺,而煤矸石的大量堆積,無疑是一種資源浪費,因此,對煤矸石的處理、處置及資源化研究已勢在必行。

　　無機高分子絮凝劑是在傳統鋁鹽、鐵鹽基礎上發展起來的一種新型的水處理藥劑,無機高分子絮凝劑在凈化礦井水,處理選煤廠煤泥水上比傳統混凝劑有著優良的性能,并且比有機高分子絮凝劑的價格低。而煤矸石富含制備無機高分子絮凝劑的主要成份,是制備無機高分子絮凝劑的天然原料。如果能對這一部分鋁加以利用,將產生巨大的社會效益和經濟效益。

　　以煤矸石為原料制備高效無機高分子絮凝劑聚合氯化鋁(Polyaluminum chlori,以PAC表示),并通過實驗室單因素條件實驗,確定合成的優化工藝,得到了較為理想的結果。主要研究內容和結論如下：

　　經過化學分析測得煤矸石中二氧化硅的含量為51.79%,三氧化二鐵和三氧化二鋁含量為3.98%和22.58%。

　　單因素實驗研究結果表明,在常壓、反應溫度為105-108℃(水和鹽酸的共沸溫度)條件下,得出用質量分數20%的鹽酸浸取煤矸石中的鋁的優化反應條件：煤矸石煅燒溫度為650℃,酸浸時間為3h,加酸量為0.01908mol/g,固液比為1：4,浸出率可達63.7%。

　　通過對不同聚合條件下自制聚合氯化鋁的鹽基度和氧化鋁的含量進行分析,得出優化的聚合條件為：聚合時間為30min、聚合溫度為60℃、聚合pH值為3.7。自制聚合氯化鋁的鹽基度為60%、氧化鋁的含量為10.06%,完全符合我國聚合氯化鋁的國家標準(GB15892—1995)。

　　采用燒杯混凝實驗對自制的聚合氯化鋁和市售的聚合氯化鋁混凝特性分別進行研究。實驗結果表明自制聚合氯化鋁絮凝劑對高嶺土模擬廢水處理的優化條件為：投加量500mg/L,廢水的pH值為8,沉降時間為15min,攪拌速度為200r/min;市售PAC的優化條件為：投加量500mg/L、廢水的pH值為9、沉降時間為15min、攪拌速度為200r/min。而且以煤矸石為原料制備的PAC處理高嶺土廢水效果優于市售的PAC處理效果。

　　在聚合氯化鋁處理紡織廢水時調節pH值是生物法處理廢水時常用的預處理手段，目的是要進水pH值符合反應器中的微生物生長要求，聚合氯化鋁最適pH值為6.5~7.5,工程上一般控制pH值6~9.本研究廢水pH值在6.5~10.3之間變化，此范圍遠遠超過了聚合氯化鋁最適pH值(6.5~7.5)因此，在如此高的pH值條件下，聚合氯化鋁對有機污染物的去除效果有待于考察。

　　常見的紡織廢水屬于高PH值，水中普遍存在有不同程度的有機物污染，PH值對水中有機物存在形態有很大影響，會對聚合氯化鋁處理去除有機物的效果產生直接影響。當水的PH值較低時，天然水中腐植酸類有機物質子化程度較高，此時易于吸附到絮凝體上共沉淀出去，相反當天然水的PH值較高時，則很難吸附到絮凝體上。紡織廢水具有量大、色度高、PH值高的特點。目前我國多采用生化法處理，但對色度和COD去除率低，特別是遇到PH值高大11~14時的紡織廢水，在此條件下一般的含量越高的聚合氯化鋁絮凝效果受影響越大，此時需要進行遠水PH值進行投加堿化處理，或者在生產聚合氯化鋁過程中降低鹽基度的數值。污水處理聚合氯化鋁用高純鹽酸、氫氧化鋁和鋁酸鈣粉經高溫反應后，再加入精制硫酸鋁聚合而成。固體為淡黃色微粉、10%液體清澈透明。

　　液態產品可以直接投放，也可稀釋后投放。固體產品需溶解稀釋后投放。根據待處理水質和產品數量確定稀釋用水量。固態產品的稀釋比例為2-20%，液態產品為5-50%（根據重量）

　　液態產品的投量為3-40克/噸，固態投放量為1-15克/噸，具體投放量以絮凝測試和實驗為準。

　　紡織印染廢水在處理時難度較大，建議使用聚合氯化鋁進行絮凝沉淀處理，我們提供紡織廢水PH值調整方法，使您在使用聚合氯化鋁處理紡織廢水時起到事半功倍的效果。

　　紡織污水處理專用高效聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑，在生產過程中經過板框壓濾設備深層加工后，調整聚合氯化鋁的鹽基度值85左右。由于氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑。應用于紡織污水處理特別是江蘇地區有明顯效果。液體聚合氯化鋁可直接投加，也可以用水稀釋后投加；固體聚合氯化鋁應加水溶解后投加。稀釋比例一般為：固體產品2~20%，液體產品5~50%（以重量百分比計）；藥劑投加量一般為：液體產品3~40克/噸，固體產品1~15克/噸，具體投加量由紡織污水用戶根據攪拌實驗和生產性實驗來決定。目前，聚合氯化鋁生產廠家，針對江蘇地區紡織污水處理難以處理徹底，進行實地水樣研究及產品分析后，特制出專用于紡織污水用的高效聚合氯化鋁。用于解決傳統聚合氯化鋁處理紡織污水時出現的堿度過高，處理效果不理想等難題。紡織污水用的高效聚合氯化鋁性能：制水成本比其他無機混凝劑低20~80%；聚合氯化鋁投加藥劑后能快速形成絮凝體，且礬花大，沉速快；適應各種溫度的水源，溶解性好；液體產品能適應自動化投加，腐蝕性小，便利操作，且長期使用不堵管。

　　聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑，由于氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑。由于油田污水處理工藝相對較復雜，目前國內一般都使用特定的聚合氯化鋁凈水藥劑加聚丙烯酰胺進行深度處理，采用電化學方法氧化油田污水中的硫離子為硫單質，然后使用聚合氯化鋁作為絮凝劑脫硫?？疾炝诵跄齽┘尤肓?、攪拌強度和攪拌時間對絮凝劑脫硫效果的影響，結果表明，當聚合氯化鋁質量濃度為0．8g／L、攪拌速率為100r／min、攪拌時間為4min時，絮凝效果最好，出水濁度值最小，pH接近中性。油田污水主要包括原油脫出水(又名油田采出水)、鉆井污水及站內其它類型的含油污水聚合氯化鋁。油田污水的處理依據油田生產、環境等因素可以有多種方式。