合成聚合氯化鋁的含鋁資源很多,根據含鋁原料的來源可大致分為以下3類:含鋁礦石、工業含鋁廢料和含鋁化工產品及中間體。
1、含鋁礦石
含鋁礦石主要包括鋁土礦、高嶺土、豁土、煤矸石、焦寶石、明礬石等。
研究了以煤矸石為原料制取聚合氯化鋁的較佳試驗條件。試驗表明,溫度為60℃、反應時間為30min、聚合pH為3.7時制得的聚合氯化鋁產品性能較好,氧化鋁質量分數為10.06%,鹽基度為60%,符合國家標準;同時對制得的聚合氯化鋁產品和市售的聚合氯化鋁產品進行了對比試驗研究,結果表明,用煤矸石制得的聚合氯化鋁產品處理高嶺土模擬廢水的效果好于市售的聚合氯化鋁產品。
研究了用高嶺土制備聚合氯化鋁的工藝優化研究。試驗得到的較佳工藝參數為:預處理過程中的物料比為2.6g/mL,焙燒溫度為700℃,焙燒時間為1.5h,酸溶時間為2h,酸溶過程中的酸料比為4.0mL/g,酸溶溫度為85℃。
以煤矸石、鋁土礦、高嶺土等含鋁礦石為原料制備聚合氯化鋁既可以合理利用資源,又具有較大的經濟價值。該工藝方法拓寬了制備聚合氯化鋁的原料來源,生產過程中所得的殘渣可以進行回收再利用制得新產品出售;但是通過該工藝制得的聚合氯化鋁產品所含雜質較多,故多應用于凈化工業廢水。
2、工業含鋁廢料
工業含鋁廢料主要包括鋁屑、鋁灰、鋁渣、廢鋁箔、三氯化鋁廢水等。
分別以鋁灰、鋁渣等工業含鋁廢料為原料制備聚合氯化鋁,并對原料(鋁灰、鹽酸、水)配比、反應時間、反應溫度、熟化時間、熟化溫度、攪拌轉速等因素對聚合氯化鋁性能的影響做了深入研究,最終得到了制備聚合氯化鋁的較佳工藝參數。
以鋁灰、鋁渣等工業含鋁廢料為原料制備聚合氯化鋁,原料價格便宜,有助于解決鋁灰、鋁渣等工業含鋁廢料隨意填埋造成的環境污染問題;制備聚合氯化鋁產品的工藝相對簡單,操作方便,所需的設備較少;但制得的聚合氯化鋁產品中雜質含量偏高,尤其是重金屬元素含量容易超標,產品質量不穩定,因此以鋁灰、鋁渣等工業含鋁廢料為原料制備的聚合氯化鋁產品多用于工業廢水處理而不用于生活飲用水處理。
3、含鋁化工產品及中間體
含鋁化工產品及中間體主要包括結晶氫氧化鋁、三氯化鋁、鋁酸鈉等。
研究了以氫氧化鋁為原料制備聚合氯化鋁的工藝方法。該方法工藝簡單,反應周期短,對設備腐蝕性小,生產成本低廉;制得的聚合氯化鋁產品絮凝性能優良,可廣泛用于給水處理和污水處理。
進行了利用Na2AlO4溶液制備聚合氯化鋁及其水處理特性的試驗研究。同時分析了氧化鋁濃度及堿基度對聚合氯化鋁中鋁聚合形態組成的影響,以及總鋁濃度、合成條件對堿基度、鋁態分布及其水處理混凝效果的影響。研究結果表明,采用Na2AlO4溶液完全可以制備性能優異的聚合氯化鋁產品。
以氫氧化鋁、三氯化鋁、氯酸鈉等含鋁化工產品及中間體為原料制備聚合氯化鋁,原料價格昂貴、設備投資量大、生產成本高,因此,在工業生產中應用較少;但通過該工藝制得的聚合氯化鋁產品所含雜質較少、質量好、生產過程中產生的污染較少,多用于生活飲用水處理。