如何生產(chǎn)高鹽基度的聚合氯化鋁

1、如何生產(chǎn)高鹽基度的聚合氯化鋁鹽基度指標(biāo)是衡量聚合氯化鋁效果的重要指標(biāo)之一，甚至比鋁含量更有實(shí)際意義，就像氯化鋁不能直接當(dāng)做聚合氯化鋁使用一樣，必須通過(guò)工藝措施使其含有一定的鹽基度才可以用于水處理，達(dá)到絮凝效果。目前，任何工藝的聚合氯化鋁生產(chǎn)，都是以鹽酸和含鋁原料反應(yīng)，這些含鋁原料比如：鋁粉、鋁屑、鋁灰、煅燒鋁礬土、鋁酸鈣、氫氧化鋁 氧化鋁等，當(dāng)鹽酸與含鋁物料反應(yīng)后，均生成了氯化鋁，然后氯化鋁水解、聚合形成聚合氯化鋁。通常工藝是采用兩步法工藝，以鋁礬土、氫氧化鋁、氯化鋁為原料，生產(chǎn)低鹽基度初產(chǎn)品，再以鋁酸鈣適當(dāng)補(bǔ)充一部分鋁源，并調(diào)整鹽基度；任何工藝的聚合氯化鋁生產(chǎn)均應(yīng)以不產(chǎn)生氫氧化鋁凝膠為基本控

2、制條件，否則給過(guò)濾帶來(lái)極大的困擾，大量生成后將不可逆，無(wú)論是加酸還是加水均不能使其解聚，這是由于氫氧化鋁凝膠具有較低的化學(xué)電位勢(shì)和較高的化學(xué)穩(wěn)定性所決定的。且鹽基度在一定范圍內(nèi)與ph有著極強(qiáng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，生產(chǎn)上投加鈣粉后，前期溫度急速上升，繼續(xù)投加鈣粉，溫度變化不明顯，很平緩，這已經(jīng)表明后期投加的鈣粉已經(jīng)很少參與反應(yīng)了，其鋁含量與鹽基度的提升也非常不明顯，增加幅度平緩，只是鹽基度略有增加，氧化鋁含量基本無(wú)變化或者是相當(dāng)微小，說(shuō)明后期投加的鈣粉對(duì)氧化鋁含量的提升已經(jīng)基本失去意義，只是對(duì)鹽基度的提升略有一定的幫助；這樣操作增加生產(chǎn)成本倒不說(shuō)，關(guān)鍵是影響過(guò)濾速度與過(guò)濾效果。根據(jù)氯化鋁水解熱力學(xué)方程和反

3、應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算，當(dāng)氯化鋁溶液的ph值3.4時(shí)，鈣粉投加后，其鹽基度的提高與投加量有著極強(qiáng)的相關(guān)性，當(dāng)ph值4.071時(shí)，鈣粉投入后，對(duì)鹽基度和鋁含量的影響就相當(dāng)小了，尤其是氧化鋁的含量提升基本可以忽略不計(jì)了，鹽基度稍有提升；此時(shí)體系中鹽酸的含量只有萬(wàn)分之一左右了，如此低的酸濃度已無(wú)法與鈣粉反應(yīng)，已經(jīng)失去了投加鈣粉的意義，實(shí)際生產(chǎn)中亦是如此，這點(diǎn)可以從體系溫度的變化看出來(lái)，即后期的溫度變化極其平緩、甚至不變化。當(dāng)溶液的ph4.071，開(kāi)始出現(xiàn)氫氧化鋁凝膠，ph值越大，凝膠越多，pec的有效性成分聚十三鋁含量越低。目前廣泛采用的兩步法工藝，其后期投入的無(wú)意義鈣粉應(yīng)該占鈣粉投入總量的25%-60%左右

4、，就是說(shuō)25-60%的鈣粉基本被浪費(fèi)了；這可以通過(guò)測(cè)定濾餅中的氧化鋁含量來(lái)確定，如果濾餅中的氧化鋁含量3%，則表示所投加的鈣粉是過(guò)量的，多投的鈣粉是無(wú)意義的，純屬浪費(fèi)；同時(shí)，多投加的鈣粉對(duì)于采取沉降法生產(chǎn)的工廠還容易使產(chǎn)品中的固含量超過(guò)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)0.2%，只要過(guò)量投加鈣粉，一般都會(huì)超過(guò)此數(shù)字，更容易堵塞用戶管道。生產(chǎn)上鈣粉投加后控制ph值在4左右，最好4以下，在3.4-4之間，ph在此點(diǎn)位后停止投加鈣粉，改為投加b專(zhuān)用調(diào)節(jié)劑，使產(chǎn)品最終達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。其使用成本比投加鈣粉低很多，且鹽基度提升幅度很大，生產(chǎn)上每投1%的調(diào)節(jié)劑，可以使鹽基度提升6%，具體投加量請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案確定，甚至做破壞性實(shí)驗(yàn)

5、，一般情況下調(diào)節(jié)劑的投入量根據(jù)計(jì)算予以投加，但以15%為限度。此時(shí)產(chǎn)品無(wú)任何異?，F(xiàn)象產(chǎn)生；調(diào)節(jié)劑在體系中全溶，無(wú)渣，液體清澈，對(duì)氧化鋁含量的影響較小，沒(méi)有達(dá)到5%的變化系數(shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)將初產(chǎn)品過(guò)濾后予以投加調(diào)節(jié)劑。對(duì)于以氫氧化鋁、氯化鋁為原料的生產(chǎn)工藝，可以直接生產(chǎn)出高鹽基度的產(chǎn)品，以氫氧化鋁為原料省去過(guò)濾工藝，實(shí)現(xiàn)無(wú)渣化生產(chǎn)。對(duì)于生產(chǎn)固體聚合氯化鋁的工廠，可以將鹽基度大幅提高后利于產(chǎn)量的提高。對(duì)于采用板框壓濾機(jī)壓濾的工廠，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)不好過(guò)濾、甚至無(wú)法過(guò)濾的問(wèn)題，有的在濾室形成形成濾泡或者空腔，導(dǎo)致過(guò)濾速度減慢，或者有效過(guò)濾面積減少，過(guò)濾時(shí)間延長(zhǎng)。這些問(wèn)題的根源，我們認(rèn)為都是工藝控制中ph值的控制

6、沒(méi)到位，導(dǎo)致產(chǎn)生了氫氧化鋁凝膠而堵塞了濾布。出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題后，很多工廠就不過(guò)濾了，直接采用沉降法，這又給清淤帶來(lái)極大的工作量，同時(shí)也會(huì)浪費(fèi)很多有效產(chǎn)品，增加工廠成本。同時(shí)，氫氧化鋁凝膠的出現(xiàn)，會(huì)嚴(yán)重影響下一次的生產(chǎn)，這也就是很多工廠母液不能回用、不能存放在反應(yīng)槽過(guò)夜的原因。理論上，對(duì)于10%含量的標(biāo)準(zhǔn)聚鋁溶液，其鹽基度的極限值87%，超過(guò)此數(shù)據(jù)，就會(huì)出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，影響過(guò)濾。規(guī)律發(fā)現(xiàn)方案：1 假設(shè)鈣粉的投加量占比為15%，即100噸的聚鋁初產(chǎn)品投加15噸鈣粉，可以在投加50%后的鈣粉后每投加一噸反應(yīng)一小時(shí)后取樣分析各項(xiàng)指標(biāo)，看看各指標(biāo)與鈣粉投加量的數(shù)據(jù)相關(guān)性。或者取回生產(chǎn)上的初產(chǎn)品后 在實(shí)驗(yàn)室里模

7、仿生產(chǎn)上的工藝予以確認(rèn)。通過(guò)數(shù)據(jù)考核會(huì)發(fā)現(xiàn)：鈣粉在后期，越往后，ph值變化越小，氧化鋁含量和鹽基度的提高也越少，與前期相比，形成巨大的反差，說(shuō)明越往后越無(wú)意義或者是意義不大。對(duì)數(shù)據(jù)指標(biāo)考核后會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鈣粉投加到一定量后，繼續(xù)投加鈣粉，各指標(biāo)變化幅度很小，此點(diǎn)位就是停止鈣粉投加的拐點(diǎn)或者頂點(diǎn)，在拐點(diǎn)出現(xiàn)后，記錄此時(shí)的ph值，就可以直接投加專(zhuān)用b調(diào)節(jié)劑了，以后的生產(chǎn)就可以此ph值作為鈣粉投加的拐點(diǎn)數(shù)據(jù)。按每投加1%的調(diào)節(jié)劑，鹽基度提升5%計(jì)算投加量即可。2 濾渣數(shù)據(jù)考核：取一定量的濾渣，用水清洗三次，然后將濾渣抽濾并在100度溫度條件下一小時(shí)烘干，再?gòu)暮娓傻臉悠分腥?，按鋁酸鈣粉的測(cè)定方法測(cè)定其氧化鋁含量，按下式計(jì)算其轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率一般應(yīng)高于95%，否則浪費(fèi)較大，有的工廠甚至其轉(zhuǎn)化率只有70%左右，說(shuō)明浪費(fèi)現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，這樣成本會(huì)很高，同時(shí)給后續(xù)工藝帶來(lái)困擾，包括