[发明专利]由氢氧化铝制取聚合氯化铝的方法

说明书

本发明属于由氢氧铝直接制取聚合氯化铝的方法。

目前聚合氯化铝广泛用作无毒的絮凝剂，在它的制取方面，主要采用热解法或化学法，大致是以铝土矿或高岭土为原料，其流程中都经过了中间产品-氢氧化铝或铝的其他盐类-变换，然后加入CaCo₃或Ca（OH）₂，其目的都是为了中和游禹的Cl^-，从而提高产品的PH值和盐基度，从它们的反应物配比来看，为了强化反应的目的，都采用过量配酸的措施，这样导致产品的PH值很低和B%很低的主要原因。

又如国内某厂曾以铝土矿为原料，先在矿石中添加H₂SO₄，使矿石中的氧化铝水合物成为酸式盐，再添加碳酸铵除硫，使酸式盐还原成为Al（OH）₃，然后再加入盐酸进行反应，加入CaCo₃进行调配，要通过比较复杂的工艺流程才得到产品，而且过程中由于添加物较多，产品中的SO4^-，氨性氮元素，Fe等含量偏高，因此在以铝灰为原料生产聚合氯化铝的流程中，盐基度常常偏低，而且元素氟的含量也偏高，在使用上受到限制。

聚合氯化铝是介于AlCl₃·6H₂O和Al（OH）₃中间的高分子化合物，由于烘干条件较难，所以通常都以液体产品供应，其浓度低，使用量又较大，运输费用也高。

综上所述，无论是热解法还是化学法，其生产流程长而繁复，使产量受一定限制，因而成本偏高，而以铝灰为原料生产碱式氯化铝的方法，其流程虽简单，成本中等，然而其原料有限，也不能转入大规模生产，尤其是含氟量偏高，使它在饮用水的净化中受到了限制。

本发明的目的是要提供一种以氢氧化铝为原料直接制取聚合氯化铝的简易工艺方法，其流程简单，既能克服上述的缺点，制成的成品质量高，不含氟和汞等元素，其杂质Pb、Mn等也远低于用其他方法制取的产品。

本发明的目的可以通过下式的措施来实现，首先以当地铝厂生产的氢氧化铝为原料，其Al₂O₃含量大于64%，另外使用浓度为26%的工业盐酸，两者以正常比例溶入烧杯中，加热到100℃，搅拌一个小时，然后把生成物静置，使它沉淀分离，分离后的余液在150～200℃温度下进行烘干，终于得到黄色粉末，其质量可参看附表1，试验结果表明，用Hcl和氢氧化铝直接化学反应可以制取聚合氯化铝，只是产品的Al₂O₃含量和盐基度还有待改进，于是进一步又在常压下对改变配比作了试验，根据过量配酸，即是按理论值的105～115%配入Hcl进行反应，或者过量配Al（OH）₃，也就是保持Hcl配入量不变的情况下，按理论值的102～115%配入Al（OH）₃其对比试验结果（液体）可参见附表2，从表2可以看出，增加Al（OH）₃的配入量，使Al₂O₃的含量增加达到产品标正的要求，而且B%也有一定的上升。

接着又作了加压提高温度以及使用催化剂的试验，聚合氯化铝的化学反应是一个吸热反应，提高温度肯定可以加快化学反应速度，可是却会造成反应物Hcl大量的挥发，但在密闭压力容器内进一步增压提高温度，在2～7Kgf/cm²压力下进行了对比试验，并添加适量催化剂（聚合氯化铝）其结果可参见附表3。

从附表3可知，反应釜压力对产品中Al₂O₃含量的影响较小，但对盐基度提高却非常重要，尤其加入催化剂使盐基度和Al₂O₃含量均大幅度上升。

附表1、在常压下聚合氯化铝的试验结果。

附表2、关于过量配酸和过量配Al（OH）₃对比的试验结果。

表3、加压提温试验及添加催化剂的试验结果。

附图    聚合氯化铝的工艺流程。