摘要：聚合氯化铝的生产工艺，提供了一种用于水处理的絮凝剂聚合氯化铝的制备工艺，工艺流程步骤为原材料盐酸、铝酸钙粉和铝矾土的预处理，水解和聚合反应，产品处理得到聚合氯化铝水剂和粉剂产品。本发明严格控制生产条件和工艺，改进聚合条件，使产品聚合量稳定，聚合量大；通过调整生产中得原料配比，能够控制产品的盐基度，使产品处理效果好，起矾花大，沉降净化速度快，盐基度、PH值指标高，应用领域广：同时，采用加工行业的废弃物作为原料，节约材料，减少污染，降低成本，节能环保。
1.聚合氯化铝的生产工艺，其特征在于，是通过氧化铝或铝与铝酸钙两步聚合，生产聚合氯化铝絮凝剂，具体步骤如下：
① 原料预处理：
盐酸，利用化工厂生产过程中产生的废酸；铝酸钙粉，以铝矿石作为原材料，将含铝量45%左右的铝矿石和石灰石分别采用雷蒙磨磨成100目，按照60%铝矿石颗粒，40%石灰石颗粒的比例，通过搅拌混合均匀后，送到1200度高温炉焙烧反应，降温后备用；铝矾土，以铝矿石作为原材料，将含铝量25%左右的铝矿石和无烟煤分别采用雷蒙磨磨成100目，按照70%铝矿石颗粒，30%石灰石颗粒的比例，通过搅拌均匀混合后制成砖块，送到900度高温炉焙烧反应，降温备用；
② 反应：
先将铝矾土砖块与水搅拌成糊状，再依次加入铝酸钙粉和盐酸，其中，铝矾土量为35%，铝酸钙粉含量为35%，盐酸含量为30%，充分反应，备用；
③ 产品处理：
将上步骤中得反应产物进行沉降处理，即可成为产品聚合氯化铝水剂以入仓贮存或者包装出售。
2.根据权利要求1所述的聚合氯化铝的生产工艺，其特征在于，在本发明中的原料准备步骤，所述铝矾土可采用铝加工行业的废弃下脚料来代替。
3.根据权利要求1所述的聚合氯化铝的生产工艺，其特征在于，在本发明中的产品处理阶段里，沉降后的产物可添加干燥工序，使制得的产品为聚合氯化铝粉剂。
技术领域
本发明涉及水处理技术，具体为一种用于水处理的絮凝剂聚合氯化铝的制备工艺。
背景技术
聚合氯化铝是一种多羟基，多核络合体的阳离子型无机高分子絮凝剂，固体产品外观为黄色或白色固体粉末，其化学分子式为：[Aln(OH)nCl3n-m](式中，0＜m＜3n)，且易溶水，有较强的架桥吸附性，在水解过程中伴随电化学，凝聚，吸附和沉淀等物理化变化，较终生成Al(OH)3(OH2)3，从而达到净化目的。聚合氯化铝味酸涩，加温至110℃以上时，发生分解，陆续放出氯化氢气体，较后分解为氧化铝。
聚合氯化铝的性质是通过下面三个指标来体现的：
① 盐基度。聚合氯化铝中某种形态的羟基化程度或碱化的程度称为盐基度或碱化度。一般用羟铝摩尔比B=[OH]/[A1]百分率表示。盐基度是聚合氯化铝较重要的指标之一，与絮凝效果有十分密切的关系。原水浓度越高，盐度越高，则絮凝效果越好。归纳起来，在原水浊度86-10000mg/L范围内，聚合氯化铝较佳盐基度在40%-90%，且聚合氯化铝的许多其他特性都与盐基度有关。
② pH值。聚合氯化铝溶液的pH也是一项重要的指标。它表示溶液中游离状态的OH-数量。聚合氯化铝的pH值一般随盐基度升高而增加，但对于不同组成的液体，其pH值与盐基度之间并不存在对应关系。具有相同盐基度浓度的液体，当浓度不同时，其pH值也不同。
③ 氧化铝含量。聚合氯化铝中氧化铝含量是产品有效成分的衡量指标，它与溶液的相对密度有一定的关系，一般说来相对密度越大，则氧化铝含量越高。聚合氯化铝黏度与氧化铝含量有关，随氧化铝含量增加黏度增加。相同条件下，相同浓度氧化铝条件下，聚合氯化铝的粘度要低于硫酸铝，更有利于输送和使用。
聚合氯化铝的外观性质与盐基度、制造方法、杂质成分以及含量有关。纯液体聚合氯化铝，盐基度在40%-60%范围内时，为淡黄色透明液体，在60%以上时，逐步变为无色透明液体。固聚合氯化铝，盐基度在30%以下时为晶状体，在30%-60%范围内时为胶状物，在60%以上时逐渐变为玻璃体或树脂状。而用铝土或黏土矿制造的聚合氯化铝色泽为黄色至褐色透明液体。
依据现有的工艺制备出的聚合氯化铝，随着现在待处理水质问题的越来越严重和人们对排放和饮用水质的要求越来越高，已经不能满足需求，体现出来的问题有：聚合条件不稳定，使用中处理的效果差异大；盐基度指标范围太宽，处理效果和用量差异大；产品纯度不够，里边所含不溶物过多等。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种聚合氯化铝的生产工艺，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
聚合氯化铝的生产工艺，是通过氧化铝或铝与铝酸钙两步聚合，生产聚合氯化铝絮凝剂，具体步骤如下。
① 原料预处理：
盐酸，利用化工厂生产过程中产生的废酸；铝酸钙粉，以铝矿石作为原材料，将含铝量45%左右的铝矿石和石灰石分别采用雷蒙磨磨成100目，按照60%铝矿石颗粒，40%石灰石颗粒的比例，通过搅拌混合均匀后，送到1200度高温炉焙烧反应，降温后备用；铝矾土，以铝矿石作为原材料，将含铝量25%左右的铝矿石和无烟煤分别采用雷蒙磨磨成100目，按照70%铝矿石颗粒，30%石灰石颗粒的比例，通过搅拌均匀混合后制成砖块，送到900度高温炉焙烧反应，降温备用。
② 反应：
先将铝矾土砖块与水搅拌成糊状，再依次加入铝酸钙粉和盐酸，其中，铝矾土量为35%，铝酸钙粉含量为35%，盐酸含量为30%，充分反应，备用。
③ 产品处理：
将上步骤中得反应产物进行沉降处理，即可成为产品聚合氯化铝水剂以入仓贮存或者包装出售。
在本发明中的原料准备步骤，所述铝矾土可采用铝加工行业的废弃下脚料来代替。
基于本发明的工艺流程，产品处理阶段里，沉降后的产物可添加干燥工序，使制得的产品为聚合氯化铝粉剂。
有益效果：
本发明严格控制生产条件和工艺，改进聚合条件，使产品聚合量稳定，聚合量大；通过调整生产中得原料配比，能够控制产品的盐基度，使产品处理效果好，起矾花大，沉降净化速度快，盐基度、PH值指标高，应用领域广；同时，采用加工行业的废弃物作为原料，节约材料，减少污染，降低成本，节能环保。
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、工艺条件易于明白了解，下面对本发明进行进一步的阐述。
本发明所述聚合氯化铝的生产工艺，其流程为原料预处理、反应和产品处理，具体反应为两步法反应，其反应式为：
一步：Al(OH)3+2HCl=AlCl3+2H2O
Al(OH)3+HCl=Al(OH)2Cl+H2O
在一定温度与压力下又进一步缩合反应如下：
Al(OH)2Cl+AlCl3=Al2(OH)2Cl4
二步：加入CaO·Al2O3进一步聚合反应生成高盐基主聚合铝。
CaO+2H2O=Ca(OH)2CaO·Al2O3+4H2O=2Al(OH)3+Ca(OH)2
Al2(OH)2Cl4+Ca(OH)2=Al2(OH)4Cl2+3H2O+CaCl2
Al2(OH)2Cl4+Al(OH)3=Al3(OH)5Cl4
Al2(OH)2Cl+Al3(OH)5Cl4=Al5(OH)9Cl6
聚合氯化铝是由铝矾土与铝酸钙粉两步共聚合而成。氧化铝的含量高，在水处理过程中发生水解和聚合反应过程；水中的胶体颗粒能强烈吸附水解和聚合反应过程中出现的各种多核羟基络离子。被吸附的带正电的多核羟基络离子能够压缩双电层，降低动电位；同时进行着架桥作用。多核聚合物为两个以上的胶体颗粒所共同吸附，将两个或多个胶体颗粒架桥连接等。这些属于胶体颗粒的聚集作用，从而逐步形成絮凝体。絮凝剂较终形成的聚合度很大的Al(OH)3将使絮凝过程加速，絮凝由小变大。混凝作用表现为：a、水中胶体物质的强烈电中和作用；b、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用；c、对溶解性物质的选择性吸附作用。
本发明的工艺流程的较终产物聚合氯化铝絮凝剂的的使用方法为：
①将固体产品按1：3加水溶解为液体后，再10-30倍清水稀释成所需浓度后使用；
②用量可根据原水的不同浑浊度，测定较佳投药量，一般原水浊度在100-500mg/L时，每千吨投加量为10-20kg。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
