[其他]氯化联铝除氟剂的生产方法

说明书

本发明属于一种化工生产方法。目前国内外已试用的化学除氟剂有：硫酸铝、氯化铝、氧化铝和硫酸铝结合，硷式氯化铝、活性氧化铝等。在上述试剂中：硫酸铝、氯化铝、氧化铝和硫酸铝结合对水质pH值影响较大，除氟效果不好。硷式氯化铝除氟时用量大、耗价贵。活性氧化铝生产工艺复杂，造价高、除氟时需要特殊的设备及试剂的再生处理（《地方性氟中毒专辑》P127（1），1979）。因此上述除氟剂在氟病区未得到推广利用。

为了解除饮用水源中的高氟给人体带来的危害，生产除氟效果好、成本低、群众使用方便的新型除氟剂。特此研究本发明。

本发明是利用工业废料铝灰、铝屑及含铝高的矿物，采用较简单的生产工艺研制出氯化联铝除氟剂。

1.利用铝灰、铝屑一步法生产氯化联铝

按铝灰∶工业盐酸1∶2-4，或铝屑∶工业盐酸1∶3-8的重量比例，将铝灰或铝屑从投料口〔3〕放入反应罐〔2〕中，关闭好投料口〔3〕。由盛酸容器〔1〕向反应罐〔2〕缓慢注入浓度为30%-36%工业盐酸，控制反应温度70-150℃，在0.5-2.0大气压下充分搅拌，反应进行2-6小时，将溶液从反应罐〔2〕中放出。经过过滤器〔5〕过滤，然后放入净化池〔6〕中自然净化。反应时产生的废气经回收装置〔4〕回收，生成的稀酸可以用来冲洗反应罐〔2〕中的残渣，在通过过滤器〔5〕过滤后并入净化池〔6〕中。

在反应罐〔2〕反应过程中铝与盐酸首先形成AlCl₃共价型化合物，但AlCl₃具有双分子缔合结构，即在每一个AlCl₃分子中铝原子上有空轨道，氯原子上有孤电子对，可以在两个单分子间发生电子对配位关系。在上述反应时的温度，压力下，保持反应酸度在2-3.8PH范围内。溶液中Al₂O₃的含量为10-30%时，AlCl₃升华形成桥状结构的双聚分子氯化联铝其反应式为：

氯化联铝双聚分子的结构式：

2.利用含铝高的矿物生产氯化联铝

用锷式粉碎机将含铝矿物（例如地开石）碎至80目以上，加入石灰石（碎至80目以上）和碳酸钠作熔剂，原料∶石灰石∶碳酸钠为1∶1∶1配料。混匀后放入1000-1300℃高温炉中熔融1.5-3小时，取出后用水浸取、过滤。向滤液中通入CO₂气体，使铝产生氢氧化铝沉淀。然后按1中的方法生产氯化联铝。

生产氯化联铝的铝灰、铝屑、含铝高的矿物、工业盐酸等原料充足。合成时溶液的酸度，含铝的浓度，反应的温度、压力等条件容易控制。生产工艺简单，产品成本低，对氟的交换容量大，除氟时不受水型限制实用范围宽。同时本产品还可以作为污水净化剂。

本产品研制中，曾用于氟病区饮水除氟试验，通过对不同类型的氟病患者饮用本产品除氟水半年时间的观察：有70%以上的氟病患者由于氟中毒而引起的头痛、头晕、麻木蚁走感等症状几乎完全消失。可使33.3%氟病患者达到临床治的效果。从人体生化监测结果表明，采用氯化联铝除氟不但能保持水质优良，而且对人体无潜在性危害，除氟效果稳定可靠。

与国内生产的硷式氯化铝或活性氧化铝相比，除氟净水的价格仅为其1/3-1/5，有利于推利用。

附图为氯化联铝的生产工艺流程图

生产氯化联铝的最佳条件：反应温度90-120℃，压力0.9-1.5大气压，反应时间3-4小时，溶液PH值2.5-3.2范围，溶液中Al₂O₃含量为15-22%。

铝灰、铝屑作原料的配方：

铝灰∶工业盐酸为1∶2.5-3.5

铝屑∶工业盐酸为1∶5-7

含铝高的矿物（如地开石）作原料的配方：

将矿物（如地开石）粉碎粒度至80目以上，石灰石粉碎粒度至80目以上。地开石∶石灰石∶碳酸钠为1∶1∶1。制取氢氧化铝后，按氢氧化铝∶工业盐酸为1∶3-5配制。