聚合氯化铝废渣的处理和高效综合利用技术研究

1、聚合氯化铝废渣的处理和高效综合利用技术研究聚氯化铝（Poly aluminum Chloride） 代号PAC。通常也称作净水剂或混凝剂，它是介于ALCL3和AL(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为AL2(OH)nCl6-nLm其中m代表聚合程度，n表示PAC产品的中性程度废渣的研究：1、 改良生产方法控制废渣：生产途径的控制1.1、 产品的干燥处理（得到成品）1.1.1、 喷雾干燥（大型企业）压力式喷雾干燥所得产品是多孔微粒状或空心微粒状喷雾造粒是将聚氯化铝被干燥的同时雾化成微小的颗粒，这种颗粒剂型有良好的应用性能。聚氯化铝是水溶性物质，具有较好的热稳定性和较高的溶解度，在

2、干燥过程中，将40%-50%含固量的聚氯化铝溶液引入高压泵中，通过加压后进入干燥器中的雾化器进行雾化，分散成微小的雾滴，雾滴被干燥后得到颗粒状产品，使干燥和造粒同时完成。喷雾干燥型聚合氯化铝优势：1、喷雾干燥聚合氯化铝，Al2O3含量均匀、稳定，极易控制在指标范围内，增强胶体颗粒的吸附能力，起到凝聚和絮凝两种效果，其它干燥法是无法做到的。2、在水处理时，盐基度即聚合度高低直接影响到净水效果，我们采用压力式颗粒喷雾干燥法就是在保持母液原来活性的情况下提高产品的聚合度，同时还可根据水质不同，适时调整盐基度的大小。而滚筒干燥极易破坏聚合度，产品盐基度区间小，适应的水质面很窄。3、由于用了板框压滤技术

3、，使得固体的水不溶物在0.3以下，液体的水不溶物在0.1以下，能够保证用户的管道畅通，同时提高药物使用率，而自然沉降法是达不到的。引用自1.1.2、 滚筒干燥（相对小规模）滚筒干燥机的转筒是略带倾斜并能回转的圆筒体，湿物料从一端上部进入，干物料从另一端下部收集。热风从进料端或出料端进入，从另一端上部排出。筒内装有顺向抄板，使物料在筒体回转过程中不断抄起又洒下，使其充分与热气流接触，以提高干燥效率并使物料向前移动。干燥物料热源一般为热空气、高温烟道气、水蒸气等由于滚筒的表面湿度较高，因而对一些制品会因过热而有损风味或呈不正常的颜色1.2、聚合氯化铝的生产工艺研究1.2.1、概述我国拥有丰富的原料

4、来生产聚合氯化铝，而且生产工艺路线多。我国采用的原料主要是因地制宜开发利用自身的矿物资源。我国聚合氯化铝最初以铝灰作原料。由于铝灰成本低廉，生产工艺简练，生产工艺 1970年开始迅速普及。但用铝灰生产的聚合氯化铝杂质较多，1980年后已不用于自来水净化。1980年初，我国聚合氯化铝生产原料主要采用粘土矿、高岭土矿和铝土矿，除铁含量以外，产品的其他指标可达到国外先进水平。90年代初，我国所用原料已逐步转向氢氧化铝。此外，也有部分生产厂使用氯化铝和金属铝等为原料。 现在，国内技术已经接近或达到国际先进水平。聚合氯化铝制法很多，按工艺可分为酸法、碱法、中和法、热解法、加压反应法、混凝胶法、电渗析法、

5、电解法等。都有哪几种颜色，市场上销售的聚氯化铝比较杂，因为每一个厂家的生产工艺和原材料不同，生产出来的颜色也有些差别，一般有白色、黄色、黄褐色这三种颜色的聚氯化铝，下面来说明下三种不同颜色用途的区别。国标范围内的二氧化铝含量27-30之间的聚合氯化铝多为土黄色到黄色淡黄色的固体粉状。这些类型的聚合氯化铝水溶性比较好，在溶解的过程中伴随电化学、凝聚、吸附和沉淀等物理化学变化最终生成Al2(OH)3(OH)3，从而达到净化目的。所以说在使用聚合氯化铝的时候，不需加其它助剂，絮凝体形成快而粗大、活性高、沉淀快、对高浊度水的净化效果明显白色聚合氯化铝因为被称为高纯无铁白色聚合氯化铝，或食品级白色聚合氯

6、化铝，与其它聚氯化铝相比是品质最高产品，主要的原材料是优质的氢氧化铝粉、盐酸，采用的生产工艺是国内最先进的技术喷雾干燥法。白色聚合氯化铝用于造纸施胶剂，制糖脱色澄清剂、鞣革、医药、化妆品和精密铸造及水处理等多个领域。黄色聚合氯化铝的原材料是铝酸钙粉、盐酸、铝矾土，主要用污水处理和饮用水处理方面，如果用于饮用水处理原材料是氢氧化铝粉、盐酸还有稍许的铝酸钙粉，采取的工艺是板框压滤工艺或喷雾干燥工艺，由于在饮用水的处理国家对重金属方面有着严格的要求，所以不论是原材料还是生产工艺都比棕褐色聚合氯化铝要好。黄色聚合氯化铝一般采用滚筒干燥生产或喷雾塔干燥生产而成，有片状，粉状两种固态形式。棕褐色聚合氯化铝

7、的原材料是铝酸钙粉、盐酸、铝矾土还有铁粉。生产工艺是采用滚筒干燥法，一般主要用于污水处理方面，因为里面添加了铁粉所以颜色呈棕褐色，铁粉添加的越多颜色越深，铁粉如果超过一定的量在某些时候也被称为聚合氯化铝铁，在污水处理发面有着卓越的效果。当前我国聚合铝生产原料 、 路线及产品特征11.2.2、利用工业废料生产聚合氯化铝近年来利用工业生产的废弃物(粉煤灰、煤矸石)作为原材料的研究应引起足够重视利用工业废弃物作为原料来生产聚合氯化铝既节省材料费，又能使废物循环利用，是非常有市场应用前景的研究领域。碱酸碱法不但实现了铝灰渣的高效利用,且制备的 PAC 中含有硅胶和氢氧化铁胶体,絮凝效果更佳【2】【3】

8、1.2.3、金属铝法采用金属铝法合成聚合氯化铝的原料主要为铝加工的下脚料，如铝屑、铝灰和铝渣等。由铝灰按一定配比在搅拌下缓慢加入盐酸进行反应，经熟化聚合、沉降制得液体聚合氯化铝，再经稀释过滤，浓缩，干燥制得。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。酸法主要是用HCl，产品质量不易控制；碱法生产工艺难度较高，设备投资较大且用碱量大，pH控制费原料，成本较高；用的最多的是中和法，只要控制好配比，一般都能达到国家标准。1.2.4、氢氧化铝法氢氧化铝粉纯度比较高，合成的聚合氯化铝重金属等有毒物质含量低，一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺比较简单，但生产的聚合氯化铝的盐基度较低，因此一般采用氢氧化铝

9、加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序。1.2.5、三氧化铝法含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产工艺可分为两步：第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中和法得到聚合氯化铝；21.2.6、氯化铝法采用氯化铝粉为原料，加工聚合氯化铝。这种方法应用最为普遍。可用结晶氯化铝于170进行沸腾热解，加水熟化聚合，再经固化，干燥制得。1.2.7、碱溶法先将铝灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液，再用盐酸调pH值，制得聚合氯化铝溶液。这种方法的制得的产品颜色外观较好，水不溶物较少，但氯化钠含量高，原材料消耗高，溶液氧化铝含量低，工业化生产成本较大。2、 产生的废渣的处理及高效

10、利用：利用途径研究2.1废渣重复利用生产另外的废水处理剂 废渣的成分 PAC 废渣是铝酸钙粉与酸液反应后经自然沉淀产生的, 其中夹带了 PAC, 是在酸性条件下产生的, 已经失去了进一步反应的活性, 外观为土黄色块状固体, 有滑腻感。 其主要成分 (干基 )见表 1 。表 1【4】PAC 废渣的主要成分 注 * 为化学分析法测不出的物质。【4】2.2赤泥中回收铝及铁【5】2.3赤泥制砖【6】【7】制砖方法：将黏土、粉煤灰、适当水混匀后，用JZK4540制砖机，经挤压、切割成砖块，风干或晾晒47 d，于砖窑中在10001200焙烘612 h，冷却，出窑。2.4作为脱色剂的添加剂【4】改性废渣主要

11、组成为二氧化硅、氧化铝等,并有一定脱色能力(测得脱色力为1817),探讨了该废渣料作为脱色剂的添加剂。且当渣料/基料控制在(1B9)(2B8)时渣料的加入对脱色力和比表面两项指标影响不大甚至有所提高,性能符合要求,该成果已应用于实际生产中,并取得了较好的经济效益。此课题和化工专业联系比较紧密，目前的研究结果来看，大部分是将废渣做处理得到重复利用或者调整生产方式，减少废渣的产生。参考文献1 我国无机高分子絮凝剂产业发展现状与规划, 中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室 ,北京 1000852 铝灰渣高效利用的试验研究，华中师范大学学报( 自然科学版)，第 44 卷第 2 期，20103 利用工业含铝废渣生产高效水处理剂聚合氯化铝，张汉杰，盐城市环境保护科学研究所, 江苏 盐城 2240024 聚合氯化铝生产废渣的处理，科研与工作简报,李娜5 Recovery of alumina and ferric oxide