1.4.2 煤矸石
煤矸石是洗煤和选煤过程中排出的固体废弃
物.随着煤炭工业的发展.煤矸石的产量日益剧
增,而废弃煤矸石容易污染环境。以煤矸石为原
料生产聚合氯化铝,不仅解决了其污染问题,而
且还使其有了使用价值。煤矸石一般含有质量分
数为l6% ~36% 的AI2O 2.5% ~15% 的Fe2O 和
5l% ~65% 的SiO ,利用煤矸石为原料可制得聚合
氯化铝或聚合氯化铝铁, 自上世纪60年代以来,
已经投入工业化生产。常用的生产工艺是:煤矸石
经破碎和焙烧。在一定温度下加入盐酸反应若干小
时后.可加入聚丙烯酰胺进行渣液分离,渣经适当
处理后可作为制水泥原料,母液经浓缩结晶可制得
结晶三氯化铝。这时可用沸腾热分解制得聚合氯化
铝,也可采用直接加入一定浓度的氢氧化钠调节盐
基度制得聚合氯化铝。马艳然等『l。 利用煤矸石为
原料制备出了符合国家标准的聚合氯化铝产品。
1.4.3 铝酸钙矿粉
铝酸钙粉由铝土矿、碳酸钙和其它配料经高温
煅烧,冷却后磨粉而得。按制作聚合氯化铝方法的
不同,分为碱溶法、酸溶法和两步法。
(1)碱溶法
用铝酸钙矿粉与纯碱溶液反应得到偏铝酸钠溶
液,反应温度为100~ll0 cC,反应4 h左右。后
在偏铝酸钠溶液中通人二氧化碳气体,当溶液pH
值为6~8时。形成大量氢氧化铝凝胶,这时停止
反应.这一过程反应温度不要超过40 cC,否则会
形成老化的难溶胶体。最后在所生成的氢氧化铝中
加入适量的盐酸加热溶解,得到无色、透明、黏稠
状的液体聚合氯化铝,干燥后得到固体聚合氯化
铝。此法生产出的产品重金属含量低,纯度高,但
生产成本较高[19]。
(2)酸溶法
把铝酸钙粉直接与盐酸反应,调整完盐基度并
熟化后即得到聚合氯化铝液体产品。该法工艺简
单,投资少,操作方便,生产成本低,但产品的不
溶物,重金属含量较高,固体产品氧化铝含量通常
不高.质量分数约为28% 左右,产品外观较差,
铁离子含量高。郑怀礼等 用酸溶法制备了聚合
氯化铝铁。
(3)两步法
这种生产方法一般采用酸溶两步法的生产工
艺,在常压和一定温度下,第一步加较高的盐酸量
比到铝土矿粉中,使氧化铝尽可能溶出,第二步是
把第一步反应的上清液与新加入的铝酸钙粉反应。
这一步既有氧化铝溶出,又可以调节盐基度。通常
第一步的氧化铝能溶出80% 以上,第二步的氧化
铝溶出率在50% 以下,故第二段沉淀矿渣一般回
流到第一步反应中去。董申伟等 用铝土矿和铝
酸钙粉为原料,采用酸溶两步法工艺,制得了氧化
铝的质量分数为10.11%.盐基度为85% 的液体聚
合氯化铝产品。
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