[其他]从铝矿石中制取碱式氯化铝(聚氯化铝)的方法

说明书

本发明是以铝矿石为原料制取碱式氯化铝的生产工艺，所制得的产品碱式氯化铝是一种新型的无机高分子絮凝剂，它广泛应用于饮水及工业废水的净化处理以及造纸的上胶剂、耐火材料的粘结剂、纺织的媒染剂等。

在国外，碱式氯化铝大多是用氢氧化铝和盐酸反应制取的。日本专利特许公告昭53-1240（1978）、昭53-7157（1978）、昭53-18998（1978）均属此类方法。此外，也有用氯化铝为原料，通过中和、电渗折、电解等方法制取碱式氯化铝。日本专利特许公告昭50-35519（1975）以硫酸铝为原料，用氢氧化钙使硫酸根沉淀制取碱式氯化铝。在国内，主要以铝灰或氢氧化铝为原料，采用酸溶法工艺制取碱式氯化铝，原料成本较高。还有用粘土、高岭石、一水软铝石等矿物为原料，焙烧后直接用盐酸加压溶出或分段溶出。这些方法溶出速度较慢，盐酸蒸发量大，生产效率较低。（《水处理新药剂-碱式氯化铝》李润生著，1981年，中国建筑工业出版社）目前尚无从一水硬铝石铝土矿直接制取碱式氯化铝的方法。

本发明的目的在于提供一种新的生产工艺，可以处理包括难溶的一种硬铝石在内的任何类型的铝矿石。过程系常压操作，溶出速度快，成本低，原料来源丰富。

本发明的技术内容是：首先将含铝矿物磨成矿粉并进行活化锻烧，锻烧温度500～800℃，时间为0.5～2小时。活化锻烧后的矿粉与浓硫酸、氟化物按大约为100∶90∶3的重量比混合，于100～300℃温度下焙烧，焙烧反应时间为0.5～2小时。反应后的固体料经粗碎后与母液在常压下浸出，浸出温度50～100℃，浸出时间为10～20分钟，浸出后进行渣液分离。分离后，渣经酸洗后烘干，返回再次用硫酸、氟化物配料进行焙烧反应，以此循环二到三次后弃去。溶出分离液置于室温下自然结晶4小时。分离结晶后含有硫酸和盐酸的母液经蒸馏分离出氯化氢气体，该气体及蒸馏得的硫酸分别返回使用。分离出的结晶置于盐酸洗液中加热至40～70℃，并通入适量的氯化氢气体，则生成白色的氯化铝结晶。溶液返回作下一批料的溶出母液。氯化铝结晶经盐酸洗涤后进行热解聚合，热解温度为170～200℃，时间0.5～1.0小时，然后加水聚合并烘干制成碱式氯化铝产品。

实例，从河南登封-水硬铝石铝土矿制取碱式氯化铝。

铝土矿成份 Al₂O₃SiO₂TiO₂Fe₂O₃灼减

%    77.50    2.80    3.34    1.50    14.45

1、氯化铝的制取

第一次溶出：铝土矿磨细至-50目，称取100克矿粉于700℃锻烧1.5小时，加入82克浓硫酸，3克氟化钙，调匀成糊状，于260℃反应80分钟。反应后的固体产物经破碎，加入280毫升母液于90℃溶出10分钟，然后进行渣液分离。溶出液于室温下自然冷却并放置6小时，析出大量黄色结晶，过滤出该结晶，滤液为回收液，经蒸馏后回收使用。黄色结晶配入200毫升盐酸洗液，温热～60℃，通入40克氯化氢气体，产生白色沉淀，过滤滤液为母液。该沉淀经200毫升盐酸洗涤，制得氯化铝结晶102克。

第二次溶出：第一次溶出后的残渣73.5克配入浓硫酸82克，氟化钙2克，于260℃焙烧反应80分钟，生成物用上一次溶出过程通氯化氢后的母液溶出20分钟，然后按一次溶出同样的步骤处理得到氯化铝结晶105克。

第三次溶出：将第二次溶出后的残渣48.2克配以82克浓硫酸及2克氟化钙，于260℃焙烧反应60分钟，生成物用二次溶出产生的母液溶出20分钟，然后按第一次溶出同样的步骤处理得到氯化铝结晶88克。

三次溶出共得氯化铝结晶295克，折合含氧化铝约54克，三次回收液中含有可回收氧化铝9克。总溶出率达81%左右。

2、热解聚合制取碱式氯化铝

称取100克氯化铝晶体，升温至190℃，热解60分钟，失重63克，热解产物加入40毫升水调匀10分钟。然后聚合烘干，得固体碱式氯化铝产品60克。

产品质量：Al₂O₃32%，碱化度72%，Fe₂O₃0.5%，光谱分析无Hg、Pb、Cd、Cr、As等对人体有害的元素，产品质量符合国家标准。

本发明与现有用氢氧化铝或铝灰为原料制取碱式氯化铝相比，其特点是原料价格便宜。由于我国铝矿资源丰富，价格低廉，因而能大幅度降低成本。本发明工艺过程均系在常压下进行，因而设备易于选择和制造，操作简便易行。