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氢氧化钠+高铝水泥制取聚合氯化铝工艺

已知,聚合氯化铝是目前常用的饮用水净化剂,以聚合氯化铝水溶液加入到原水后,可沉淀水中杂质,降低饮用水浊度,使其清澈,形成自来水。
已有的制备聚合氯化铝的生产工艺包括:采用氢氧化铝和盐酸为原料,在密闭反应釜中加压,高温反应条件生成聚合氯化铝后用铝酸钠调整盐基度经沉淀完成。它的具体步骤是:
(1)将含有氢氧化铝的矿物质(白色粉末状固体)加入反应镶中;
(2)然后将盐酸、水由贮管加入反应釜;
(3)密闭后加压、升温进行历时大约10小时反应,即得液体聚合氯化铝和少量的固体残留物(此固体残留物主要是氢氧化铝);
(4)用气压将液体产品加入沉淀池,同时将聚丙烯酰胺加入沉淀池沉淀2小时左右;
(5)将所得基液输入调整槽,用铝酸钠对基液进行调整,调整后的产品经沉淀输入成品池贮存。
(6)沉淀池内所沉淀下来的少许固体残渣回收至反应釜待第二罐反应时利用回收。
它的缺点是:
1、生产成本过高,盐基度仅可调整到45-55度,当盐基度调整至50度以上时,聚合氯化铝溶液会伴随着大量的沉淀物析出。
2、用铝酸钠调整盐基度会造成聚合氯化铝的分解,如果想获得氧化铝含量达到12%以上,采用此种工艺无法达到。
针对上述现有技术的缺陷,改良了一种盐基度可调整到45-75度,提高生产效率,降低成本,节约能源的聚合氯化铝生产工艺。
为实现上述目的,聚合氯化铝生产工艺,其特征是它依次包括如下步骤:
(1)将粉末状固体氢氧化铝或含有氢氧化铝的矿物质加入反应釜中;
(2)将盐酸、水加入反应釜;
(3)密闭后加压、升温进行反应,得到液体聚合氯化铝和少量的固体残留物;
(4)用气压将液体产品加入沉淀池,同时加入聚丙烯酰胺沉淀;
(5)将所得基液输入调整槽,用高铝水泥对基液进行调整;调整后再次加入聚丙烯酰胺进行沉淀;最后产品经过三步沉降后输入成品池贮存;
(6)沉淀池沉淀下来的少许固体残渣回收至反应罐待用。
步骤(5)中基液中的以三氧化二铝计的聚合氯化铝与用于调制盐基度的高铝水泥重量之比为1:0.39-0.6。
步骤(5)中,于调整槽中以高铝水泥对基液进行调整后再次向调整槽中加入的聚丙烯酰胺的用量占此时基液重量的十万分之1-2.5。
步骤(1)中所说的氢氧化铝为一级氢氧化铝。
步骤(3)中是加压到2.4公斤-2.6公斤,反应时间大约9小时。
步骤(4)中的沉淀时间约1.5小时。
由此可见,本发明与已知生产工艺比较具有如下几个特点:
(一)采用一级氢氧化铝替代普通氢氧化铝。
(二)以高铝水泥替代铝酸钠对基液进行盐基度调整。
(三)在调整盐基度的步骤中增加了再次加入聚丙烯酰胺沉淀的程序。
(四)最后的步骤为三步沉淀程序。
采用本法的聚合氯化铝的制造工艺可实现如下有益效果:盐基度可调整至45-75,用高铝水泥调整盐基度不会造成聚合氯化铝的分解,如果欲获得氧化铝含量达到12%以上,采用本方法的工艺是能达到的;采用本工艺方法,以高铝水泥替代铝酸钠调整盐基度,可以提高液体聚合氯化铝产率达43%,聚合氯化铝的吨成本可降低150-200元,并且可获得较高浓度的聚合氯化铝,对于生产固体聚合氯化铝产品在节约能源方面有很大提高。以本工艺所制成的成品外观澄清,无色透明,易被用户接受。
下面结合具体实施例进一步阐述本发明,需要说明的是,本发明并不局限于以下的实施例。
<实施例>
步骤一、首先将粉末状固体一级氢氧化铝800公斤加入到3000L反应釜中;
步骤二、将2000公斤的盐酸(浓度为30-31%)、500公斤的水加入反应釜;
步骤三、密闭反应釜后并加压到2.5公斤,进行历时大约9小时反应,得到液体聚合氯化铝和少量的固体残留物,该固体残留物主要是未反应的氢氧化铝;
步骤四、用气压将液体产品加入沉淀池,同时加入配制好的聚丙烯酰胺溶液50-70公斤(聚丙烯酰胺溶液的配制见后注),沉淀1.5小时;
步骤五、将所得基液输入调整槽,用200-300公斤高铝水泥(长城铝业生产,建筑牌625#)对基液进行调整;调整后加入水1000公斤配制好
的聚丙烯酰胺溶液100-150公斤(聚丙烯酰胺溶液的配制见后注);最后产品经过三步沉降(为保证产品的澄清性,对于最终的产品进行三步分步沉淀)后,约可得到4500-5000公斤成品,输入成品池贮存;
步骤六、将沉淀池沉淀下来的少许固体残渣回收到反应釜待下一次反应再利用。
以上述六个步骤所制成的聚合氯化铝溶液按GB 15892-1995测定,氧化铝含量达到12%,属于优级,盐基度为60-65,外观无色透明。
注:聚丙烯酰胺溶液的配制方法
1.将1吨水加入聚丙烯酰胺槽中,用蒸汽加热至60-70度;
2.缓慢加入含量为7-8%的无色透明胶状聚丙烯酰胺5-7公斤;
3.保持温度为60-70度,开动搅拌。4-5小时后充分溶解。

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