聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法有多種,以下是一些常見的生產(chǎn)方法及其步驟:
鋁灰酸溶法
原料準(zhǔn)備:鋁灰是主要原料,一般要求鋁灰中鋁的含量在 20% - 30% 左右。同時,準(zhǔn)備好工業(yè)鹽酸,濃度在 30% - 36%。
酸溶反應(yīng):將鋁灰緩慢加入到反應(yīng)釜中,然后加入適量的鹽酸。反應(yīng)過程中會產(chǎn)生氫氣,要注意通風(fēng)和安全。反應(yīng)溫度控制在 90 - 100℃,反應(yīng)時間為 2 - 3 小時。反應(yīng)方程式為:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。
過濾除雜:反應(yīng)結(jié)束后,將反應(yīng)液通過過濾設(shè)備進(jìn)行過濾,去除未反應(yīng)的鋁灰、雜質(zhì)以及不溶性的物質(zhì),得到澄清的氯化鋁溶液。
聚合反應(yīng):向氯化鋁溶液中加入一定量的堿性物質(zhì),如氫氧化鈉、碳酸鈉等,調(diào)節(jié)溶液的 pH 值在 4 - 6 之間,促進(jìn)鋁離子的水解和聚合反應(yīng)。反應(yīng)溫度保持在 70 - 80℃,反應(yīng)時間為 1 - 2 小時。在此過程中,鋁離子會逐漸形成多核羥基絡(luò)合物,聚合生成聚合氯化鋁。
干燥成型:將聚合后的溶液進(jìn)行干燥處理,可采用噴霧干燥或滾筒干燥的方法。噴霧干燥得到的產(chǎn)品呈粉末狀,具有較高的活性和溶解性;滾筒干燥得到的產(chǎn)品一般為片狀,成本相對較低。
氫氧化鋁法
原料處理:選用純度較高的氫氧化鋁,一般要求氫氧化鋁的含量在 95% 以上。將氫氧化鋁粉碎成細(xì)粉,以便于后續(xù)的反應(yīng)。
酸溶反應(yīng):把氫氧化鋁粉末加入到反應(yīng)釜中,然后緩慢加入鹽酸,進(jìn)行酸溶反應(yīng)。反應(yīng)溫度控制在 70 - 80℃,反應(yīng)時間為 1 - 1.5 小時。反應(yīng)方程式為:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O。
調(diào)整濃度:根據(jù)需要,對酸溶后的氯化鋁溶液進(jìn)行濃度調(diào)整,使其達(dá)到合適的范圍,一般氯化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 20% - 30% 左右。
聚合反應(yīng):向調(diào)整好濃度的氯化鋁溶液中加入一定量的堿性物質(zhì),如氫氧化鈉溶液,控制反應(yīng)溫度在 60 - 70℃,pH 值在 4 - 5 之間,進(jìn)行聚合反應(yīng)。反應(yīng)時間為 1 - 1.5 小時,使鋁離子聚合形成聚合氯化鋁。
后處理:聚合反應(yīng)結(jié)束后,經(jīng)過過濾、蒸發(fā)濃縮等工序,去除溶液中的雜質(zhì)和多余水分,然后進(jìn)行干燥成型,得到聚合氯化鋁產(chǎn)品。
高嶺土法
原料預(yù)處理:高嶺土需要進(jìn)行焙燒處理,以提高其活性。焙燒溫度一般在 600 - 800℃,焙燒時間為 1 - 2 小時。焙燒后的高嶺土粉碎成細(xì)粉,備用。
酸浸反應(yīng):將高嶺土粉末與鹽酸按一定比例加入到反應(yīng)釜中,進(jìn)行酸浸反應(yīng)。反應(yīng)溫度控制在 90 - 100℃,反應(yīng)時間為 3 - 4 小時,使高嶺土中的氧化鋁與鹽酸充分反應(yīng)生成氯化鋁。反應(yīng)方程式為:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O。
除雜凈化:酸浸后的溶液中含有鐵、鈦等雜質(zhì),通過加入適量的除雜劑,如硫化鈉、聚丙烯酰胺等,使雜質(zhì)形成沉淀,然后通過過濾去除雜質(zhì),得到純凈的氯化鋁溶液。
聚合反應(yīng):向凈化后的氯化鋁溶液中加入堿性物質(zhì),如碳酸鈉溶液,調(diào)節(jié) pH 值在 4 - 6 之間,在 70 - 80℃下進(jìn)行聚合反應(yīng),反應(yīng)時間為 1 - 2 小時,生成聚合氯化鋁。
干燥包裝:將聚合氯化鋁溶液經(jīng)過干燥處理,制成粉末狀或片狀產(chǎn)品,然后進(jìn)行包裝入庫。