我國高嶺土的蘊(yùn)藏量十分豐富,分布幾乎遍及全國。但在我國豐富的高嶺土資源中,品味較低的劣質(zhì)高嶺土占有相當(dāng)大的比例,因此,利用率很低,研究以高嶺土為原料制備聚合氯化鋁的工藝,可擴(kuò)大高嶺土應(yīng)用的新途徑,尋找成本低廉的聚合氯化鋁原料替代品,具有較好的應(yīng)用前景。
高嶺土是一種白色的或具有各種色調(diào)的粘土類巖石,主要有2μm左右的微小片狀或管狀高嶺石族礦物晶體組成,其主要成分是(Al2O3·SiO2·2H2O)。用高嶺土制取聚合氯化鋁成本低廉,但生產(chǎn)方法相對較復(fù)雜。但是其廢渣可作為高活性的高硅材料,也可作為優(yōu)良的涂料及板材制品填料。因此,高嶺土石一種廉價(jià)且附加值較高的制備聚合氯化鋁的原料。
目前,用高嶺土制備聚合氯化鋁(PAC)的方法大多數(shù)是采用酸溶兩步法,即將高嶺土焙燒后,用一定濃度的鹽酸將其中的鋁浸出,調(diào)整浸出液的鹽基度,制得聚合氯化鋁液體產(chǎn)品。這種制備工藝雖然較為簡單,易于操作,但是,鋁的浸出率并不十分理想,因此,在常規(guī)工藝中的焙燒環(huán)節(jié)前,先用鹽酸對高嶺土進(jìn)行預(yù)處理,有利于提高鋁的浸出率。
工藝流程如圖3:
用高嶺土制備聚合氯化鋁(PAC)的工藝要考慮的因素很多,包括預(yù)處理比例、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)壓力等。預(yù)處理時(shí),將鹽酸按比例與高嶺土混合,將其烘干。然后將高嶺土磨粉至80目,將磨好的粉礦粉與鹽酸定比例配比,在不斷攪拌的條件下分別投入反應(yīng)釜內(nèi),溫度控制在140-150℃,壓力在0.4-0.5MPa下,反應(yīng)1.5-2h,再加入鋁酸鈣調(diào)節(jié)鹽基度,后制得液體聚合氯化鋁產(chǎn)品。
工業(yè)三氯化鋁廢水和高嶺土為原料制備凈水劑聚合氯化鋁的新工藝,在反應(yīng)過程中引入了微波反應(yīng),利用微波能熱解,大大提高了反應(yīng)效率,促進(jìn)廢水中的鹽酸更多地溶解高嶺土中的鋁,使之聚合成聚合氯化鋁,簡化了工藝流程,縮短了熱解時(shí)間,且制得的聚合氯化鋁聚合度高。