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如何利用白泥生产聚合氯化铝

点击次数:   更新时间:16/04/28 15:43:04     来源:www.jubutu.com关闭分    享:

  每个厂家生产制造聚合氯化铝采用的原料与生产工艺都是不同的,有的厂家会利用白泥进行生产,白泥是指上是一种工业生产废渣,一般情况下这种产物是会被直接被处理掉的,但是为了避免它对环境的污染我们可以利用它生产聚合氯化铝,那么它是如何进行生产利用的呢?
  利用白泥生产聚合氯化铝具体生产步骤:
  1、初步转化为氯化铝
  将原料白泥粉碎后放入反应釜,加入浓度为百分之15~18盐酸溶液,在常温环境中搅拌30~60分钟,物料进行充分的化学反应后就能转化为氯化铝溶液。需指出的是,因为一些白泥原料中含有氟化物,所用的反应釜除了耐酸外,还要具有耐氟化物腐蚀的性能。每吨干白泥大约消耗浓度为百分之18的盐酸溶液约6 750千克。也可以利用熔炼金属产生的废渣铝灰Al2O3作制取氯化铝的原料。因投入的盐酸暂时来不及全部与原料中的氢氧化铝或氧化铝反应,导致反应液的pH值暂时处于﹤1的酸度,瞬时会产生大量的聚合氯化铝[Al2(OH)nCl6-n]m和相对少量的氯化铝AlCl3。反应结果一度使溶液呈现聚合氯化铝溶液鲜艳的淡黄色。因溶液的酸度很高,聚合氯化铝生成后,同时又与大量的盐酸继续发生化学反应,继而聚合氯化铝会渐渐转化为氯化铝。在20℃的反应温度中,这个再转化过程大约需要15~30分钟。由于清理了聚合氯化铝,溶液从淡黄色逐渐恢复到无色。
  Al2(OH)4Cl2+4HCl,pH值从1自然的状态上升到4~5,2AlCl3+4H2O
  Al2(OH)2Cl2+2HCl,pH值从1自然的状态上升到4~5,2AlCl3+2H2O
  由于在化学反应中消耗了一定数量的盐酸,溶液的pH将有较大幅度的上升。当反应后的溶液pH值上升到4.5~5.0时,排液到澄清池中。排液后的底渣仍在反应釜中,再加入盐酸少许,使渣中残余的原铝化合物与盐酸反应溶出。反应结束时,溶液的pH值也要达到4.5~5.0 。假如pH值上升不到工艺所需的数值时,表示盐酸加入过量,这时可再适量加入少许白泥或铝灰,消耗过量投入的盐酸。反应结束后的液体仍排入澄清池中。
  二次化学反应后的残渣,再加入少许清水,洗涤渣中残留的有用物质,洗涤水量不可偏大,水量过多会增加浓缩环节的负担。
  2、转化为聚合氯化铝
  当氯化铝水溶液的pH值在3.3~5.2区间时,溶液内的铝离子Al3+根据具体的pH大小值发生不同程度的水解反应。溶液中氧化铝含量偏少时,在相同条件下,氯化铝水解程度增大;溶液的温度偏高时,水解反应加剧;溶液的酸度或碱度偏离水解反应所需的佳pH值越远,氯化铝的水解进度越小,甚至会发生逆转。当上面谈到的各项条件均处于佳状态时,在水解反应所需的时间内,反应时间越长,水解效果越好,得出的产品品质就越好。
  聚合氯化铝是介于氯化铝和氢氧化铝之间的过渡性物质。氯化铝的含量越少,产品的品质就越高。由氯化铝水解反应生成聚合氯化铝时,反应溶液原始的pH值高低能明显影响终端产品的盐基度。反应中原始pH值等于或大于5时,形成的聚合氯化铝的盐基度较低,产品的品质好。氯化铝水解反应时要生成一定数量的盐酸,当反应进行到48~100小时时,由于生成的盐酸数量增加,导致溶液pH值由5下降到4,并在这一区间保持长久动态水解平衡。基于盐类水解的普遍特性,在溶液pH值为4以上的某个区段内进行氯化铝的水解反应时,溶液的终pH值都会稳定在4附近。水解反应结束后,反应液经过小于30微米精度的过滤,即可转入浓缩和冷凝结晶阶段,其方法有自然蒸发和造粒机造粒两种操作规式。所得产品为金黄色块粒状结晶或粘稠液。
  3、副产品回收
  因为大多数白泥中含有氟化铝酸钙和氟化铝酸铵,在生成氯化铝的反应中,因氯离子Cl-标准电位是+1.36V,氟铝酸根离子AlF3-标准电位为+1.21V,氯离子电位高于氟氯酸根离子电位。所以,在溶液中分别发生氟铝酸钙、氟铝酸铵与盐酸的重组化合反应,生成氯化钙、氯化铵和氟铝酸。
  在溶液浓缩结晶过程中,氯化钙和氯化铵分别以杂质态混于产品中。因为氟铝酸不能单独游离,在脱水过程中,将分别以氯化氢挥发物和氟化铝沉淀物析出。将氟化氢气体和同时逸出的水蒸气,导入铅制冷凝器中进行冷凝,可获得数量与价值都很可观的珍贵化工产品氢氟酸。冷凝获得的氢氟酸浓度可能偏低,酌情可将冷凝的产品进行再次蒸馏和冷凝,当所得的氢氟酸内HF含量达到百分之25~40时,已经属于十分纯净的化学品氢氟酸了。
  利用氟化铝可常温由水溶液中沉淀析出的特性,在提取氢氟酸工艺后,将工艺淋出液进一步浓缩后冷凝,溶液中的大部分氟化铝,会以沉淀物状态析出。为了提高生产效率,提取氯化铝时建议冷凝温度小于15℃ 。需要指出的是,只有原料中的含氟量不低于百分之0.5时,提取氢氟酸和氯化铝的生产工艺才能形成可观的经济效益。
  通过这种生产方式,实现废物利用,它是有很大的经济效应的,利用白泥生产聚合氯化铝的过程中有很多的化学反应,而且反应时间还会影响反应的效果,所以大家在操作的时候注意时间的把控,避免出现反应不好的现象。
小编:fir


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