煤矸石酸熔法生产聚合氯化铝工艺流程大约是:粗碎后的煤矸石在焙烧过程中,随着温度的升高,高岭石成为非晶质或半晶质,进一步升温使高岭石逐渐转化为y-Al2O3和SiO2.在这一过程中温度不能过高,当温度超过850℃时,y-Al2O3逐渐转化为a-Al2O3,使反应失去活性,保持煤矸石中Al2O3溶出率高的熔烧温度控制范围为600-800℃。
焙烧后的煤矸石应粉碎至60目左右,以便使氧化铝溶出率较高且最经济,然后连续酸溶。其工艺条件是:选用在恒沸点附近浓度为20%盐酸溶液较佳,这时氧化铝的溶出率较高;酸溶设备采用搪瓷反应釜;用蒸汽直接加热;在常压温度为100-110℃下连续酸溶并搅拌。
溶出液采用混凝沉淀进行分离。从反应釜连续流出的溶出液进入沉淀池,将沉淀池充满后加絮凝剂聚丙烯酰胺进行混合,静置4h,溶液转入存贮池,沉渣即可排出。
浓缩结晶的氧化铝用热网加热到170-180℃进行热分解,使产品碱化度控制在70-75%。热分解的HC1气体在吸收塔内循环吸收,用以配制稀盐酸,可在连续酸溶工序中重复利用。每分解1t结晶氯化铝可得到300kgHC1气体。从沸腾热解工序中得到的结晶氯化铝,加水溶解混合并加以搅拌,产品由稀变稠,到一定浓度从容器中倒出,经自然冷却干燥后即得到固体聚合氯化铝混凝剂。这种热解工艺产生污染比较多,一般采用前一步生产氯化铝。
虽然我国拥有广泛的煤矸石资源,但是这一方法与采用铝矾土为原料相比成本偏高。但是上述工艺完全可以用于结晶氯化铝的生产,然后再与铝酸钙反应制备聚氯化铝,这种方法对于缺少盐酸资源的地区非常适合。
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