合成聚合氯化鋁的含鋁資源很多,根據(jù)含鋁原料的來源可大致分為以下3類:含鋁礦石、工業(yè)含鋁廢料和含鋁化工產(chǎn)品及中間體。
1、含鋁礦石
含鋁礦石主要包括鋁土礦、高嶺土、豁土、煤矸石、焦寶石、明礬石等。
研究了以煤矸石為原料制取聚合氯化鋁的較佳試驗(yàn)條件。試驗(yàn)表明,溫度為60℃、反應(yīng)時間為30min、聚合pH為3.7時制得的聚合氯化鋁產(chǎn)品性能較好,氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.06%,鹽基度為60%,符合國家標(biāo)準(zhǔn);同時對制得的聚合氯化鋁產(chǎn)品和市售的聚合氯化鋁產(chǎn)品進(jìn)行了對比試驗(yàn)研究,結(jié)果表明,用煤矸石制得的聚合氯化鋁產(chǎn)品處理高嶺土模擬廢水的效果好于市售的聚合氯化鋁產(chǎn)品。
研究了用高嶺土制備聚合氯化鋁的工藝優(yōu)化研究。試驗(yàn)得到的較佳工藝參數(shù)為:預(yù)處理過程中的物料比為2.6g/mL,焙燒溫度為700℃,焙燒時間為1.5h,酸溶時間為2h,酸溶過程中的酸料比為4.0mL/g,酸溶溫度為85℃。
以煤矸石、鋁土礦、高嶺土等含鋁礦石為原料制備聚合氯化鋁既可以合理利用資源,又具有較大的經(jīng)濟(jì)價值。該工藝方法拓寬了制備聚合氯化鋁的原料來源,生產(chǎn)過程中所得的殘渣可以進(jìn)行回收再利用制得新產(chǎn)品出售;但是通過該工藝制得的聚合氯化鋁產(chǎn)品所含雜質(zhì)較多,故多應(yīng)用于凈化工業(yè)廢水。
2、工業(yè)含鋁廢料
工業(yè)含鋁廢料主要包括鋁屑、鋁灰、鋁渣、廢鋁箔、三氯化鋁廢水等。
分別以鋁灰、鋁渣等工業(yè)含鋁廢料為原料制備聚合氯化鋁,并對原料(鋁灰、鹽酸、水)配比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、熟化時間、熟化溫度、攪拌轉(zhuǎn)速等因素對聚合氯化鋁性能的影響做了深入研究,最終得到了制備聚合氯化鋁的較佳工藝參數(shù)。
以鋁灰、鋁渣等工業(yè)含鋁廢料為原料制備聚合氯化鋁,原料價格便宜,有助于解決鋁灰、鋁渣等工業(yè)含鋁廢料隨意填埋造成的環(huán)境污染問題;制備聚合氯化鋁產(chǎn)品的工藝相對簡單,操作方便,所需的設(shè)備較少;但制得的聚合氯化鋁產(chǎn)品中雜質(zhì)含量偏高,尤其是重金屬元素含量容易超標(biāo),產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,因此以鋁灰、鋁渣等工業(yè)含鋁廢料為原料制備的聚合氯化鋁產(chǎn)品多用于工業(yè)廢水處理而不用于生活飲用水處理。
3、含鋁化工產(chǎn)品及中間體
含鋁化工產(chǎn)品及中間體主要包括結(jié)晶氫氧化鋁、三氯化鋁、鋁酸鈉等。
研究了以氫氧化鋁為原料制備聚合氯化鋁的工藝方法。該方法工藝簡單,反應(yīng)周期短,對設(shè)備腐蝕性小,生產(chǎn)成本低廉;制得的聚合氯化鋁產(chǎn)品絮凝性能優(yōu)良,可廣泛用于給水處理和污水處理。
進(jìn)行了利用Na2AlO4溶液制備聚合氯化鋁及其水處理特性的試驗(yàn)研究。同時分析了氧化鋁濃度及堿基度對聚合氯化鋁中鋁聚合形態(tài)組成的影響,以及總鋁濃度、合成條件對堿基度、鋁態(tài)分布及其水處理混凝效果的影響。研究結(jié)果表明,采用Na2AlO4溶液完全可以制備性能優(yōu)異的聚合氯化鋁產(chǎn)品。
以氫氧化鋁、三氯化鋁、氯酸鈉等含鋁化工產(chǎn)品及中間體為原料制備聚合氯化鋁,原料價格昂貴、設(shè)備投資量大、生產(chǎn)成本高,因此,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較少;但通過該工藝制得的聚合氯化鋁產(chǎn)品所含雜質(zhì)較少、質(zhì)量好、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染較少,多用于生活飲用水處理。