一种无结垢聚氯化铝的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无结垢聚氯化铝的制备方法，属于水处理技术领域。本发明专利技术的无结垢聚氯化铝的制备方法，包括如下步骤：S1.将氢氧化铝污泥与盐酸反应得到氯化铝液体；S2.在氯化铝液体中加入PAA，以1450

【技术实现步骤摘要】
一种无结垢聚氯化铝的制备方法


[0001]本专利技术涉及水处理
，更具体地，涉及一种无结垢聚氯化铝的制备方法。

技术介绍

[0002]国内资源综合利用行业大量采用两步法生产聚合氯化铝，其生产中的常规方法是，在10
‑
100立方的间歇反应釜中，一定量配比的盐酸+氢氧化铝污泥，在90℃条件下反应生成带有酸度的氯化铝再加入铝酸钙粉，蒸汽加热并在90
‑
95℃搅拌保温0.5
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1小时后，进行压滤，制得成品聚氯化铝，并压滤出未反应完全或不发生反应的含铝的次生危废残渣。该工艺存在的问题是，一、需要大量消耗蒸汽来进行物料加热，促进氯化铝聚合；二、间歇生产，无法提高生产效率；三、聚氯化铝液体产品中有易结晶的钙盐，在压滤后进入产品中，特别是氢氧化铝污泥中带入硫酸根的情况下，产品在存贮和使用过程中，因产品降温等因素在存贮容器或管道壁、阀门等处形成钙盐的结晶，易堵塞管道或卡住阀门，需要定期拆解管道或进入存贮容器中进行清理，增加了人工成本。
[0003]现有技术公开了一种免加热生产聚氯化铝的方法，具体步骤如下：(1)将傅克反应氯化铝废液、含铝盐酸、工业盐酸、水依次加入保温反应釜中，配制成混合酸，使得混合酸Al2O3％＝1～4％，HCl％＝12～18％；(2)在混合酸中加入铝氧化污泥，搅拌60～90min至完全溶解，反应温度可升至60～80℃，控制半成品的HCl％＝0.5～3.5％，Al2O3％≥5.0％；(3)在半成品液中加入铝酸钙粉，调节反应液Al2O3％＝11～12％，盐基度＝60～90％，利用反应放热维持反应所需温度，温度上升至90℃后开始计时，保温反应60～90min后压滤即得成品聚氯化铝。该方法不需要蒸汽加热，减少了雾和废渣的排放量，但是并未解决聚氯化铝产品存在的结晶问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有聚合氯化铝生产工艺无法解决聚氯化铝产品结晶问题的缺陷和不足，提供一种无结垢聚氯化铝的制备方法，采用高速分散的连续法生产工艺，通过加入PAA来抑制硫酸钙的结晶，既解决了生产的间歇性问题，也解决了产品存在的结晶问题。
[0005]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0006]一种无结垢聚氯化铝的制备方法，包括如下步骤：
[0007]S1.将氢氧化铝污泥与盐酸反应得到氯化铝液体；
[0008]S2.在氯化铝液体中加入PAA，以1450
‑
2900r/min的转速高速分散；
[0009]S3.控制1450
‑
5000r/min的分散速率，分批次加入铝酸钙粉，使反应溶液的盐基度控制在50
±
5，三氧化二铝的含量控制在8～10％，聚合反应后固液分离得到无结垢聚氯化铝，
[0010]其中，S2中PAA的加入量大于等于氯化铝液体质量的0.05％。
[0011]其中，需要说明的是：
[0012]盐基度：引起聚氯化铝形态多变的基本成分是OH离子，衡量聚氯化铝中OH离子的指标叫盐基度(Basicity，缩写为B)，又叫做碱化度，羟铝比。通常将盐基度定义为聚氯化铝分子中OH与Al的当量百分比(〔OH〕/〔Al〕
×
100(％))的三分之一。
[0013]PAA聚丙烯酸，分子式为[C3H4O2]n，呈弱酸性，它能与钙、镁离子形成稳定的化合物，对钙离子具有良好的分解效果，对聚氯化铝PAC中结垢的主要成份硫酸钙晶须的生成与生长有抑制作用，只要抑制硫酸钙晶须的生成和长大就可以减少其中结晶体的存在并提高其疏松度，使其无法大面积附着在管壁或罐体上。PAA是一种液体高分子，通过高速分散将其分散成胶体可以与进入的钙离子先行结合成丙烯酸钙的物质，这种物质的存在，可以破坏硫酸钙晶须晶核的生成与发展。
[0014]S3中铝酸钙粉分批次加入的目的是为了使每一批加入的铝酸钙能及时与反应掉，以免因为加入太快而造成铝酸钙粉在液体中聚团而造成对设备的磨损和伤害。同时在加入铝酸钙粉时，会因为其中的碱性物质与酸性物质发生放热反应而逐步提高其中的温度，高速分散的过程也会因为机械能转化成热能而使混合液体逐步提高温度，因此均需要协同控制。
[0015]本专利技术的无结垢聚氯化铝的制备方法是利用氢氧化铝污泥制备聚氯化铝，氢氧化铝污泥中含有硫酸根，在加入铝酸钙粉后容易产生硫酸钙结晶，本专利技术通过本专利技术通过高速分散法免加热的工艺方法，解决了铝酸钙粉生产聚氯化铝中常见的能耗大，工艺难以连续生产的问题，同时因为PAA的存在又抑制了结晶的形成，即使少量形成的结晶也处于疏松状，无法在管道或容器内壁附着，从而解决了聚氯化铝产品存在的结晶问题。
[0016]聚合氯化铝成品液可以利用卧螺离心机，进行固液分离，控制为3000r/min左右的转速。
[0017]在具体实施方式中，优选地，S1中氢氧化铝污泥与盐酸的质量比为2～2.5:1。
[0018]其中，需要说明的是，为了使氢氧化铝污泥能更好的与酸发生反应，使污泥完全反应，步骤S1中加入盐酸也可优选采用分批次投加。
[0019]盐酸的加入是为了使氢氧化铝污泥完全被盐酸溶解转化成氯化铝，污泥的加入量与氢氧化铝污泥中的三氧化二铝含量有关，三氧化二铝含量高的污泥则投加比降低，比例不对，可能造成污泥中的铝无法完全反应掉或酸度太高，造成盐基度太低。
[0020]在具体实施方式中，优选控制S1中氯化铝液体的液体温度≥60℃。
[0021]铝酸钙粉在60℃以上，会加快反应速度而减少铝酸钙粉本身造成的结块，同时因为在此温度以上，放出的热量都用于激发体系的反应速度，加快铝酸钙粉中铝溶出，且因为在60
‑
80℃的环境下，硫酸钙晶须晶核的生成是较慢的，因此综合考虑控制其温度在60℃以上。
[0022]进一步优选地，S1中氯化铝液体的液体温度为60～80℃。
[0023]在具体实施方式中，优选S1中氯化铝液体的盐酸酸度控制在1
‑
2.5％。
[0024]控制酸度的主要原因是，加入铝酸钙粉后，其中的氧化钙在中和掉大部分酸之后，有多余的OH
‑
可以形成盐基度，保证产品的质量，且放热后体系的温度在60
‑
80℃之间，不会引发硫酸钙晶须的大规模生成，同时不影响PAC的聚合温度。
[0025]优选地，S2中PAA的加入量为氯化铝液体质量的0.05～0.1％。
[0026]优选地，S3中铝酸钙粉的加入量为氯化铝液体质量的7～10％。
[0027]铝酸钙粉的加入量，一是可以调节产品的铝含量，二是铝酸钙粉中的氧化钙可以在反应中提供氢氧化钙，从而提供盐基度所需的OH
‑
，另外可以从放热反应中提升体系的温度，使聚合度更高。
[0028]在具体实施方式中，铝酸钙粉分批次加入氯化铝液体中，优选分四次加入。
[0029]优选地，S3中聚合反应温度为60～80℃，反应时间1～2h。
[0030本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无结垢聚氯化铝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将氢氧化铝污泥与盐酸反应得到氯化铝液体；S2.在氯化铝液体中加入PAA，以1450
‑
2900r/min的转速高速分散；S3.控制1450
‑
5000r/min的分散速率，分批次加入铝酸钙粉，使反应溶液的盐基度控制在50
±
5，三氧化二铝的含量控制在8～10％，聚合反应后固液分离得到无结垢聚氯化铝，其中，S2中PAA的加入量大于等于氯化铝液体质量的0.05％。2.如权利要求1所述无结垢聚氯化铝的制备方法，其特征在于，S1中氢氧化铝污泥与盐酸的质量比为2～2.5:1。3.如权利要求1所述无结垢聚氯化铝的制备方法，其特征在于，S1中氯化铝液体的液体温度≥60℃。4.如权利要求3所述无结垢聚氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：居银栋，朱芬，袁红萍，左选凤，杜苏红，
申请(专利权)人：江苏永葆环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：