聚丙氯化鐵鋁凈水劑的生產(chǎn)方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)高效凈水劑的生產(chǎn)方法和用于生活用水。工業(yè)用水，工業(yè)廢水等凈化處理及油水分離用的高效凈水劑聚丙氯化鐵鋁產(chǎn)品。
[0002]【背景技術(shù)】:眾所周知，人民生活，工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域都離不開(kāi)凈水劑。傳統(tǒng)的凈永劑有明礬，丙酸鋁，氯化鋁，氯化鐵，丙酸鋁等。日本于六十年代率先開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用無(wú)機(jī)高效凈水劑聚氯化鋁(PAC)。聚丙氯化鋁(PAC-S)，但這些產(chǎn)品的生產(chǎn)原料多為金屬鋁，氫氧化鋁，鋁灰辱。因原料昂貴，成本高，難以普及推廣；以鋁土礦為原料，采用凝膠法或中和法調(diào)整鹽基度的生產(chǎn)方法存在著設(shè)備投資大，生產(chǎn)過(guò)程繁雜，或浪費(fèi)氧化鈣堿，不僅成本高，而且質(zhì)量差等方面的問(wèn)題，如李潤(rùn)生著《水處理新藥劑堿式氯化鋁》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1981年9月。近幾年來(lái)，大多數(shù)凈水劑生產(chǎn)廠都改用鋁土礦(尤其是三水鋁石型鋁土礦)與氧化鈣反應(yīng)溶出后加活性鋁酸鈣調(diào)整鹽基度的方法(以下簡(jiǎn)稱鋁酸鈣調(diào)整法)，生產(chǎn)高效凈水劑聚氯化鋁(PAC)或聚氯化鐵鋁(PAFC，俗稱復(fù)合聚氯化鋁)。該方法雖然生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，成本較低，已被廣大廠家所采用。但是，其產(chǎn)品質(zhì)量較羞，主要衰現(xiàn)為產(chǎn)品的有效成份——氧化鋁含量過(guò)低，雜質(zhì)過(guò)多.使用效果欠佳.用該方法生產(chǎn)的聚氯化鋁固體產(chǎn)品的氧化鋁含量都低予2 7%，復(fù)合聚氯化鋁固體產(chǎn)品的氧化鋁含量都低子2 5%，因此。提高高效凈水劑的氧化鋁含量成為“鋁酸鈣調(diào)整法”生產(chǎn)高效凈永劑急需解決的重要問(wèn)題。本人認(rèn)為:“鋁酸鈣調(diào)整法”生產(chǎn)的高效凈水劑，其氧化鋁含量偏低的主要原因是由于鋁酸鈣中含有28-3 5%氯化鈣。當(dāng)加入鋁酸鈣進(jìn)行聚合反應(yīng)過(guò)程中，有大量的鈣離子轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品中造成的。專利申請(qǐng)?zhí)?0106151N4公開(kāi)的高效混凝劑及其生產(chǎn)方法，同樣存在上述之不足。
[0003]另一方面，現(xiàn)代需要凈化的水源廣泛，水質(zhì)復(fù)雜多樣，必須有多種效能的凈水劑才能滿足水處理要求.鐵系高效凈水劑目前只有聚合丙酸鐵。而聚丙氯化鐵尚未問(wèn)世。但聚合丙酸鐵產(chǎn)品穩(wěn)定性差，貯存期短，腐蝕性大，使用時(shí)還需加助劑，用量大，成本高，目前也難以普及推行使用。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本發(fā)明的目的是為克服上述技術(shù)之不足，提供一種成本較低而且氧化鋁含量較高的高效凈水劑的生產(chǎn)方法和一種含有無(wú)機(jī)高分子聚合物聚丙氯化鋁和聚丙氯化鐵組分的高效凈水劑(稱之為聚丙氯化鐵鋁)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，一種高效凈水劑的生產(chǎn)方法，是將鋁土礦、氧化鈣、丙酸、活性鋁酸鈣、水為基本原料按一定比例分段加入反應(yīng)器中，經(jīng)加熱溶出、聚合、熟化后，分離去渣即得高效凈水劑液體產(chǎn)品，再經(jīng)干燥，即得高效凈永劑固體產(chǎn)品，選用中鐵型或高鐵型的鋁土礦，即得本發(fā)明產(chǎn)品聚丙氯化鐵鋁。
[0006]本發(fā)明的高效凈味水劑的生產(chǎn)方法，其特殊之處在于高效凈水劑的基本原料配方組分范圍(按重量計(jì))為:
鋁土礦(粉料)4 0-6 0份
活性鋁酸鈣(粉料) 4 0 -5 0份氧化鈣(折合工業(yè)純計(jì))7 0-100份丙酸(折合工業(yè)純計(jì)) 10- 30份水60-100份
本發(fā)明的高效凈水劑的生產(chǎn)方法中，所述的鋁土礦可以是經(jīng)過(guò)600-8 5 0°C焙燒的一水型鋁土礦熟料，也可以是三水鋁石型鋁土礦生料。
[0007]本發(fā)明的高效凈水劑的生產(chǎn)方法中，所述活性鋁酸鈣是由鋁土礦粉料與氧化鈣或碳酸鈣粉料按高鋁水泥的配方燒結(jié)制成。
[0008]本發(fā)明的高效凈水劑的生產(chǎn)方法，其特征在于:
1、計(jì)量備料1根據(jù)上述配方進(jìn)行計(jì)量，備料；
2、溶出:依次加入水、氧化鈣，丙酸，鋁土礦粉料干帶有攪拌器和有酸霧回收裝置的耐酸反應(yīng)罐或工業(yè)搪瓷反應(yīng)罐中，開(kāi)動(dòng)攪拌.加熱反應(yīng)，控制罐內(nèi)壓力為0 ~0.2Mpa，溫度100- 125°C，反應(yīng)1?2.5小時(shí)為宜；
3、聚合:加入活性鋁酸鈣粉料，優(yōu)選辦法是先投加其配方計(jì)量的50?70%，同時(shí)補(bǔ)充水，控制反應(yīng)物密度為1.2 Γ1.2 6，溫度、壓力條件按溶出條件控制，聚合反應(yīng)1.5-2小時(shí)后，再力口入其余的活性鋁酸鈣粉料，并補(bǔ)充水，使反應(yīng)物密度為1.2 1?1.2 5，溫度60?100°C，在常壓下再聚合反應(yīng)2?4小時(shí)，然后停止攪拌，切斷熱源；
4、熟化分離:經(jīng)4-10小時(shí)自然熟化后，進(jìn)行渣液分離，即得合格的液體產(chǎn)品(液相部分)；
5、干燥:液體產(chǎn)品經(jīng)滾筒干燥機(jī)烘干或噴霧干燥器干燥，即得合格的固體產(chǎn)品。
[0009]按照本發(fā)明的生產(chǎn)方法，所生產(chǎn)的高效凈水劑都含有聚氯化鋁(Al2(0H)n Cl 6 n)?，并可隨鋁土礦及活性鋁酸鈣中氧化鐵含量的高低而含有9%以下的三氧化二鐵，也可隨丙酸配量的多少而含有15%以
下的丙酸根離子。
[0010]本發(fā)明提供的一種商效凈水劑聚丙氯化鐵鋁，其特征在于:
1).液體產(chǎn)品合有9 ?1 1%A12 03、1 ?3%Fe203、7 ?9% (OH)、7 -8 *30%C1 2 ?5%(S04)；
2).固體產(chǎn)品含有2 8-3 3% Al2 03，3 ?9% Fe203、21 ?2 6% (OH)，2 1-2 5% Cl 2、6-15% ( S04)。
[0011]本發(fā)明提供的高效凈水劑聚丙氯化鐵鋁，其特征在于由無(wú)機(jī)高分子聚合物聚丙氯化鋁和聚丙氯化鐵組成。其組成式為:
(A l4(0H)2n(S04)kcl12-2 n-2 k)n.x (Fe 4(0H)2n(S04 )kcl 12-2 n-2 k)n式中 1 <n<5, k〈 m〈10, 0〈K〈1, 0〈x〈0.2。
[0012]聚丙氯化鐵鋁代號(hào)為PAFC-S
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
近幾年來(lái)，我國(guó)大多數(shù)凈水劑生產(chǎn)廠都已改用“鋁酸鈣調(diào)整法“生產(chǎn)高效凈水劑，因該方法具有投資省，工藝簡(jiǎn)單，原料來(lái)源廣。成本較低等優(yōu)點(diǎn)，已大有取代其他方法之勢(shì)。但也存在著產(chǎn)品氧化鋁含量偏低，物耗較高，使用效果欠佳的問(wèn)題，這是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。
[0013]本發(fā)明的按術(shù)解決辦法，是在“鋁酸鈣調(diào)整法”的基礎(chǔ)上，再配以適量的丙酸，并對(duì)工藝流程進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn).配以適量丙酸有以下幾方面優(yōu)點(diǎn): 第一、氧化鈣和丙酸的混合酸比單氧化鈣的酸性強(qiáng)，用該混合酸與鋁土礦反應(yīng)可提高鋁土礦的氧化鋁溶出率，使第一段溶出液中的氧化鋁濃度增高，可節(jié)約鋁土礦和鋁酸鈣的用星;
其次、由于鋁酸鈣中含有2 8.3 5%氧化鈣，當(dāng)加入鋁酸鈣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)，鈣與氯結(jié)合生成可溶性氯化鈣混和于液體產(chǎn)品中，造成產(chǎn)品中雜質(zhì)(鈣等)含量增加，產(chǎn)品中氧化鋁含量相對(duì)降低，浪費(fèi)了大量氧化鈣。引入丙酸后，丙酸根離子與鈣離子結(jié)合生成丙酸鈣沉淀，從而達(dá)到清除產(chǎn)品中的鈣和提高產(chǎn)品氧化鋁含量的效果。
[0014]第三、丙酸根離子是生產(chǎn)無(wú)機(jī)高效凈水劑的聚合促進(jìn)劑。引入丙酸根離子既能促進(jìn)高效凈水劑的聚合反應(yīng)，又能增大產(chǎn)品聚合度，提高鹽基度。使得產(chǎn)品具有更好的使用效果，見(jiàn)李潤(rùn)生著《永處理新藥劑堿式氯化鋁》第55-5 9頁(yè)。
[0015]第四、當(dāng)前，大多數(shù)地區(qū)工業(yè)丙酸與工業(yè)氧化鈣的價(jià)格相近，而工業(yè)丙酸的當(dāng)量數(shù)是工業(yè)氧化鈣的當(dāng)量數(shù)的2.35倍，用丙酸代替氧化鈣，可節(jié)約因與原料中的鈣發(fā)生反應(yīng)而消耗的酸量，從而又節(jié)約了酸耗成本。
[0016]由此可見(jiàn)，本發(fā)明的生產(chǎn)方法，既保留了“鋁酸鈣調(diào)整法“所具備的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步降低成本，而且又解決了該方法存在的產(chǎn)品氧化鋁含量偏低，物耗較高，使用效果欠佳的實(shí)際問(wèn)題。
[0017]本發(fā)明達(dá)剄的積極效果有:
1，按照本發(fā)明高效凈水劑的生產(chǎn)方法所生產(chǎn)的各種高效凈水劑，其固體產(chǎn)品的主要有效成份一一氧化鋁含量都能達(dá)到3 0%以上。而產(chǎn)品的基本原料消耗成本較“鋁酸鈣調(diào)整法”可降低1 5 0-3 5 0元/噸(因各地區(qū)原料到廠價(jià)格不同而異)。若與其他生產(chǎn)方法比較，其成本降低額更多。
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