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废旧铝型材生产聚合氯化铝工艺

  • 聚合氯化铝的生产工艺,我国主要以铝灰、铝酸钙粉作为生产原料,其生产工艺简单,生产成本较低,但产品质差,日本主要是以结晶氢氧化铝作为生产原料,其生产工艺要求高,成本亦髙,但产品质量好。用废旧铝型材碎料合成聚合氯化铝的方法在国内外尚 未见报导。
    以铝型材加工废料作为原料,开辟一条生产聚合氯化铝的新的原料途径、并提供一种生产成本低、产品质量髙并能治理环境污染的生产聚合氯化铝的新工艺。
    铝型材加工废料,从本质上来说是结晶氢氧化铝,因带入各种杂质,其纯度远不如工业结晶氢氧化铝的纯度,这些杂质合成高质量的聚合氯化铝带来许多困难,用铝型材加工废渣合成聚氯化铝的反应规律与用结晶氢氧化铝合成聚合氯化铝相类似,即在高的铝氯化学当量比的情况下,采用高温及适当的反应,尽可能的提高铝型材加工废渣的转化率,提高聚合氯化铝的盐度,降低原料盐酸的消耗量,从而降低聚合氯化铝产品的成本。用废旧铝型材合成聚合氯化铝,因原料带入各种杂质,导致反应产物呈金黄色,为了合成高质量的聚合氯化铝,采用了活性炭脱色处理工艺,得到无色透明液体,经原子吸光分析,聚合氯化铝中有毒重金属元素的含量远低于日本和我国饮用水的聚合氯化铝质量标准指标,得到了满意的结果,证明用铝型材为原料可以合成高质量的聚合氯化铝产品、
    下面以实施例详细地说明用铝型材加工废渣合成聚氯化铝的过程。
    实施例1
    粉碎铝型材加工废渣通过40目作原料,经分析原料中Al2O3含量为62.18%(重量),原料盐酸为化学纯,经分析含量为36.5%(重量)。反应装置为1000毫升广口三颈瓶。带回流冷凝器、缓冲瓶及尾气吸瓶。搅拌器为玻璃棒,装聚四氯乙烯浆叶,由40瓦电机驱动,可以调速。反应温度由玻璃温度计测量、反应初期由冷却水冷却。后期加热使用1000毫升、500瓦锅式加热电炉。
    在冷却情况下先将铝型材加工废渣加入三颈瓶内,在搅拌情况下加入盐酸,当反应温度在50℃左右,撤去冷却水,改换电加热并缓缓升温,控制尽可能不从尾气吸收瓶中排出HCl,当温度达到反应温度时,控制在反应温度下经规定的反应时,冷却至50℃以下出料。反应产物经过滤得到滤瓶和滤液,滤瓶用300毫升水洗,送去干燥,称量计算铝型材加工废渣的反应转化率,滤液和滤瓶洗液送去调配制成产物调配液、产物调配液是滤液,滤瓶洗液加入适量的自来水而成,调配液的比重保持在1.2左右。在产物调配液中加5‰(重量)的粉状活性炭、经搅匀、静置数分钟,送去过滤,得到无色透明的聚合氯化铝产品。最后送去分量分析仪原子吸收光谱分析,有关的实验数据如下:
    反应配料:铝型材加工废渣300克
    盐酸300毫升
    配料的铝氯化学当量比:1:0.324
    反应温度:118℃;
    反应时间:4小吋
    得到未反应的干滤瓶:135克
    铝型材加工废渣的反应转化率:55%
    得无色透明的聚合氯化铝产品:805毫升
    产品的化华分析结果如下:
    比重:1.20
    Al2O3含量:9.48%
    盐基度:47.8%
    实施例2:
    原料、仪器及操作方法同实施例1,有关的实验数据如下,反应配料:铝型材加工废渣240克
    盐酸300毫升
    配料的铝氯化学当量比1:0.405
    反应温度:118℃
    反应时间:5小时
    得到未反应的干滤瓶:75克
    铝型材加工废渣转化率:68.8%
    得到无色透明的聚合氯化铝产品750毫升
    产品的化学与分析结果
    比重:1.205
    Al2O3含量:9.68%
    盐基度:42.8%
    实施例3:原料使用经反应后回收的铝废渣、仪器、操作方法同实施例1,有关实验数据如下:
    反应配料:铝型材加工废渣(回收)300克
    盐酸350毫升
    应应配料的铝氯化学当量比1:0.378
    反应温度118℃
    反应时间4小时
    得到的未反应的干滤瓶,112克
    铝型材加工废渣反应转化率62.6%
    得到无色透明聚合氯化铝产品:945毫升
    产品化学分析结果:
    比重:1.202
    Al2O3含量:10.16%
    盐基度:46.3%
    实施例4:
    原料、仪器、操作方法同实施例1,有关实验数据如下
    反应配料:铝型材加工废渣:300克
    盐酸350毫升
    配料的铝氯化学当量比1:0.378
    反应温度:118℃
    反应时间:5小时
    得到未反应的干滤瓶:100克
    铝型材加工废渣反应转化率66.7%
    得到无色透明的聚合氯化铝产品960毫升
    产品的化学分析结果如下
    比重:1.203
    Al2O3含量9.89%
    盐基度:45.8%
    上述的四个实施例得到的聚合氯化铝产品经原子吸收光谱分析结果如下:
    铝<1ppm 镉<0.1ppm 汞<0.001ppm 砷<0.5ppm 铬<0.5ppm
    实验结果表明,利用铝型材加工废渣或者未反应回收的废渣,在前述提出的合理工艺条件下以及采取相应的处理措施,可以制得髙质量液体聚合氯化铝产品。其分析结果与日本以及我国处理饮用水的聚合氯化铝质量标准的对比更能说明这一点,见下表
    指标 日本水道协会标准 中国标准 本产品指标
    外观 无色至淡黄褐色 无色至淡黄褐色 无色透明
    比重 ﹥1.19 ﹥1.2 1.203
    Al2O3含量% 10-11 ﹥10 9.89
    盐基度% 45-60 45-80 45.8
    铅ppm ﹤10 ≤30 ﹤1
    镉ppm ﹤2 ≤2 ﹤0.1
    汞ppm ﹤0.2 ≤0.2 ﹤0.001
    砷ppm ﹤5 ≤5.0 ﹤1
    铬ppm ﹤10 ≤15 ﹤0.5
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