1.4.2 煤矸石
煤矸石是洗煤和選煤過程中排出的固體廢棄
物.隨著煤炭工業的發展.煤矸石的產量日益劇
增,而廢棄煤矸石容易污染環境。以煤矸石為原
料生產聚合氯化鋁,不僅解決了其污染問題,而
且還使其有了使用價值。煤矸石一般含有質量分
數為l6% ~36% 的AI2O 2.5% ~15% 的Fe2O 和
5l% ~65% 的SiO ,利用煤矸石為原料可制得聚合
氯化鋁或聚合氯化鋁鐵, 自上世紀60年代以來,
已經投入工業化生產。常用的生產工藝是:煤矸石
經破碎和焙燒。在一定溫度下加入鹽酸反應若干小
時后.可加入聚丙烯酰胺進行渣液分離,渣經適當
處理后可作為制水泥原料,母液經濃縮結晶可制得
結晶三氯化鋁。這時可用沸騰熱分解制得聚合氯化
鋁,也可采用直接加入一定濃度的氫氧化鈉調節鹽
基度制得聚合氯化鋁。馬艷然等『l。 利用煤矸石為
原料制備出了符合國家標準的聚合氯化鋁產品。
1.4.3 鋁酸鈣礦粉
鋁酸鈣粉由鋁土礦、碳酸鈣和其它配料經高溫
煅燒,冷卻后磨粉而得。按制作聚合氯化鋁方法的
不同,分為堿溶法、酸溶法和兩步法。
(1)堿溶法
用鋁酸鈣礦粉與純堿溶液反應得到偏鋁酸鈉溶
液,反應溫度為100~ll0 cC,反應4 h左右。后
在偏鋁酸鈉溶液中通人二氧化碳氣體,當溶液pH
值為6~8時。形成大量氫氧化鋁凝膠,這時停止
反應.這一過程反應溫度不要超過40 cC,否則會
形成老化的難溶膠體。最后在所生成的氫氧化鋁中
加入適量的鹽酸加熱溶解,得到無色、透明、黏稠
狀的液體聚合氯化鋁,干燥后得到固體聚合氯化
鋁。此法生產出的產品重金屬含量低,純度高,但
生產成本較高[19]。
(2)酸溶法
把鋁酸鈣粉直接與鹽酸反應,調整完鹽基度并
熟化后即得到聚合氯化鋁液體產品。該法工藝簡
單,投資少,操作方便,生產成本低,但產品的不
溶物,重金屬含量較高,固體產品氧化鋁含量通常
不高.質量分數約為28% 左右,產品外觀較差,
鐵離子含量高。鄭懷禮等 用酸溶法制備了聚合
氯化鋁鐵。
(3)兩步法
這種生產方法一般采用酸溶兩步法的生產工
藝,在常壓和一定溫度下,第一步加較高的鹽酸量
比到鋁土礦粉中,使氧化鋁盡可能溶出,第二步是
把第一步反應的上清液與新加入的鋁酸鈣粉反應。
這一步既有氧化鋁溶出,又可以調節鹽基度。通常
第一步的氧化鋁能溶出80% 以上,第二步的氧化
鋁溶出率在50% 以下,故第二段沉淀礦渣一般回
流到第一步反應中去。董申偉等 用鋁土礦和鋁
酸鈣粉為原料,采用酸溶兩步法工藝,制得了氧化
鋁的質量分數為10.11%.鹽基度為85% 的液體聚
合氯化鋁產品。
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