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煤矸石制聚合氯化铝

来源:聚合氯化铝     时间:2016-07-18    点击次数:

    煤矸石一般含有16%-36%的AL2O3、2.28%-14.63%的Fe2O3和51.0%-65.0%的SiO2,利用煤矸石为原料制可得聚合氯化铝或聚合氯化铝铁,自60年代研制以来,已进入大规模的商业化生产。它的絮凝效果上优于传统絮凝剂,且它的制备比较简单。

    (1)原理和流程

    煤矸石含碳量可达20%-30%,发热量一般可达4000-13000kj/kg。因此,煤矸石可以作为沸腾燃料炉的燃料,在氧化铝含量较高的情况下,沸腾炉渣可以用来制取聚合氯化铝。因此与黏土矿和铝土矿比较,以煤矸石为原料具有不另耗能源的优点。以煤矸石为原料制取聚合氯化铝的工艺流程图如图一:

煤矸石制聚合氯化铝

 

    

    图一:煤矸石制聚合氯化铝

 

    (2)生产条件的控制

    1.原料准备

    原料的准备包括煤矸石的破碎、球磨、燃烧等过程,基本上与黏土矿、铝土矿类似。燃料炉的温度控制在(700±50)℃。

    2.溶出

    常压溶出,反应温度为100-110℃,原为搪瓷反应釜单罐间断反应,现已改为多罐串联连续反应,其流程如下图二。与单罐间断反应比较,连续反应具有溶出率高、劳动强度低、操作安全等优点。但也具有酸雾大、反应容积利用率低等缺点。

连续溶出流程

    图二:连续溶出流程

    3.溶出液的分离

    为间断絮凝沉淀方式,沉淀池承接反应釜连续流入的溶出液,待沉淀池充满后,加絮凝剂混合后静置沉淀4h,清液转入贮存池。沉渣用水、压缩空气洗涤三次。此种分离方式效率低、操作麻烦、环境污染严重,应改为连续密闭分离装置。

    4.浓缩结晶

    浓缩是在搪瓷反应釜内减压加热蒸发进行的,浓缩周期约为15h,经2h冷却后即出现三氯化铝结晶,用真空吸滤,即得结晶三氯化铝。

    5.沸腾热分解

    用结晶三氯化铝热分解法制造聚合氯化铝,日本专利分为回转窑热分解和沸腾热分解两种。南票矿务局采用热沸腾炉热分解,产量较大、防腐易解决,但是热效率较低。沸腾热分解法制造聚合氯化铝流程如图三。

沸腾热分解法制聚合氯化铝

    图三:沸腾热分解法制聚合氯化铝

    热分解温度控制在170-180℃,成品盐基度控制在70%-75%。热分解产生的氯化氢气体,由吸收塔循环吸收,重复使用。

    还有单位用煤矸石制造液体聚合氯化铝,溶出、分离及前部工艺流程与南票矿务局相同。盐基度调整采用氢氧化钠直接中和,利用自备食盐电解装置产生的液体氢氧化钠,流程较为简单。但是,成品氧化铝含量仅有3.5%左右,酸、碱消耗大。氯化钠杂质含量较高,有待进一步提高。

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