合成聚合氯化铝的含铝资源很多,根据含铝原料的来源可大致分为以下3类:含铝矿石、工业含铝废料和含铝化工产品及中间体。
1、含铝矿石
含铝矿石主要包括铝土矿、高岭土、豁土、煤矸石、焦宝石、明矾石等。
研究了以煤矸石为原料制取聚合氯化铝的较佳试验条件。试验表明,温度为60℃、反应时间为30min、聚合pH为3.7时制得的聚合氯化铝产品性能较好,氧化铝质量分数为10.06%,盐基度为60%,符合国家标准;同时对制得的聚合氯化铝产品和市售的聚合氯化铝产品进行了对比试验研究,结果表明,用煤矸石制得的聚合氯化铝产品处理高岭土模拟废水的效果好于市售的聚合氯化铝产品。
研究了用高岭土制备聚合氯化铝的工艺优化研究。试验得到的较佳工艺参数为:预处理过程中的物料比为2.6g/mL,焙烧温度为700℃,焙烧时间为1.5h,酸溶时间为2h,酸溶过程中的酸料比为4.0mL/g,酸溶温度为85℃。
以煤矸石、铝土矿、高岭土等含铝矿石为原料制备聚合氯化铝既可以合理利用资源,又具有较大的经济价值。该工艺方法拓宽了制备聚合氯化铝的原料来源,生产过程中所得的残渣可以进行回收再利用制得新产品出售;但是通过该工艺制得的聚合氯化铝产品所含杂质较多,故多应用于净化工业废水。
2、工业含铝废料
工业含铝废料主要包括铝屑、铝灰、铝渣、废铝箔、三氯化铝废水等。
分别以铝灰、铝渣等工业含铝废料为原料制备聚合氯化铝,并对原料(铝灰、盐酸、水)配比、反应时间、反应温度、熟化时间、熟化温度、搅拌转速等因素对聚合氯化铝性能的影响做了深入研究,最终得到了制备聚合氯化铝的较佳工艺参数。
以铝灰、铝渣等工业含铝废料为原料制备聚合氯化铝,原料价格便宜,有助于解决铝灰、铝渣等工业含铝废料随意填埋造成的环境污染问题;制备聚合氯化铝产品的工艺相对简单,操作方便,所需的设备较少;但制得的聚合氯化铝产品中杂质含量偏高,尤其是重金属元素含量容易超标,产品质量不稳定,因此以铝灰、铝渣等工业含铝废料为原料制备的聚合氯化铝产品多用于工业废水处理而不用于生活饮用水处理。
3、含铝化工产品及中间体
含铝化工产品及中间体主要包括结晶氢氧化铝、三氯化铝、铝酸钠等。
研究了以氢氧化铝为原料制备聚合氯化铝的工艺方法。该方法工艺简单,反应周期短,对设备腐蚀性小,生产成本低廉;制得的聚合氯化铝产品絮凝性能优良,可广泛用于给水处理和污水处理。
进行了利用Na2AlO4溶液制备聚合氯化铝及其水处理特性的试验研究。同时分析了氧化铝浓度及碱基度对聚合氯化铝中铝聚合形态组成的影响,以及总铝浓度、合成条件对碱基度、铝态分布及其水处理混凝效果的影响。研究结果表明,采用Na2AlO4溶液完全可以制备性能优异的聚合氯化铝产品。
以氢氧化铝、三氯化铝、氯酸钠等含铝化工产品及中间体为原料制备聚合氯化铝,原料价格昂贵、设备投资量大、生产成本高,因此,在工业生产中应用较少;但通过该工艺制得的聚合氯化铝产品所含杂质较少、质量好、生产过程中产生的污染较少,多用于生活饮用水处理。