2.2.3喷雾干燥法
粉状聚合氯化铝采用的是先浓缩再用热空气干燥的方法,再将干燥后的聚合氯化铝用粉碎机粉碎成粉末状,但大多数用喷雾干燥法制取。喷雾干燥是将液体聚合氯化铝用泵打入雾化器内,有两股压缩空气进入雾化器内,分别作为一次气和二次气,将液体胶喷成细雾,同时进行传热和传质过程,水分汽化,物料被干燥后随湿气一起进入旋风分离器内,干燥后的聚合氯化铝经旋风分离器下口出料包装。国内采用缩聚,真空脱水,离心分离,喷雾的方法生产粉状聚合氯化铝。
采用喷雾干燥法生产粉状聚合氯化铝可以用喷雾干燥器。在操作时,先开抽风机和加热器,经预热干燥后达到既定的温度。再进行喷粉。喷粉时先开空气压缩机,用压缩空气启动雾化器旋转。当转速稳定后,将液胶从顶部加入雾化器内进行雾化,雾化后的液胶与热空气进行接触后在短时间内将水分脱除,干的粉胶与热空气在旋风分离器内进行分离,从底部获得所需要的产品。
采用喷雾干燥法可用于生产粉末产品。粉末产品的工艺技术不同于国外一般液体生产工艺,粉末产品及相应配方和生产工艺是我国的独创技术。
利用高岭土生产聚合氯化铝,不仅可以产生很好的社会效益和环境效益,而且也有很好的经济效益。
2.2.4氢氧化铝法
用氢氧化铝为原料生产碱式氯化铝有很多方法,使用最广泛的是加压熔出法。
生产系采用氢氧化铝和盐酸为原料,其按一定比例加入高压釜,在高温高压下,一步产出液体碱式氯化铝,故又称为一步法生产流程。
盐酸和氢氧化铝在153~154°C、0.27~0.34MPa下,一次反应产出液体碱式氯化铝。此法的不足在于原料的供应比较紧张,价格昂贵,生产成本偏高。
2.2.5铝土矿法
以铝土矿代替氢氧化铝生产碱式氯化铝有3种方法。
①氢氧化铝凝胶溶浸法
此工艺以硫酸与铝土矿烧料反应生成硫酸铝,再用碱中和生成凝胶氢氧化铝。凝胶氢氧化铝用盐酸溶浸生产出液体碱式氯化铝,再进行固化。
工艺特点:经过硫酸、盐酸两段浸出、过滤,产品杂质含量低,且反应能在常压下进行,设备简单、操作较方便,且产品中有少量残留的硫酸根离子,即有多价阴离子存在,使其聚合度增加,净水效果大幅度提高,但此工艺耗酸较多,生产成本偏高。
②热能脱氧法
此法是先将原料转变成A1C3,再采取热能脱氧生产碱式氯化铝。其工艺先要将招土矿中的A2O3转变成A1C3。利用回转窑热能脱氧,并根据脱氧量的多少调整盐基度的高低。控制回转窑的温度和物料在窑内的停留时间来控制脱氧量。一般控制窑温为200°C,停留时间为30min,即可使产品的盐基度提高到70%左右。
此工艺需浸出、蒸发、过滤、热解、聚合及氯气回收等工序,设备复杂。热解产出的氯气回收工艺有旋风分离、冷却塔、两级吸收塔等设备,设备易腐蚀。由于工艺流程长、能耗及原料消耗高,成本较高。
将AIC3.6H20和NaOH分别配成一定浓度的溶液。将该浓度、一定体积的A1C3溶液倒入500mL三口玻璃釜中,把反应釜置于85°C恒温水浴中加热,启动揽拌器,按预定的碱化度和总铝浓度,以0.9~1.0mL/min的速度滴入一定体积和浓度的NaOH溶液,同时强烈揽拌,待碱液全部滴完后,继续揽拌,直至生成的白色沉淀全部溶解、溶液澄清为止。
③氢氧化铝凝胶调整法
该生产方法是首先产出低盐基度的碱式氯化铝,再用凝胶氢氧化铝来调整其盐基度。可根据用户要求很方便地调节A203含量及盐基度的高低,可以产出达到出口要求的35%A203、盐基度达70%的标准。在用氨水中和过程中副产氯化按化肥,但工艺操作较为复杂。
用碱直接调整法有利于此流程中盐酸一步浸出并加碱调整盐基度的生产工艺。工艺特点是:将盐酸与铝土矿轻烧料按比例装入高压釜后,在压力为0.2MPa、温度为130°C条件下,一次产出的低盐基度浸出液,经半小时沉降后,利用上清液本身50~60°C的余热,并加入CaC03调整盐基度。
此工艺是铝土矿生产工艺流程中最简单、投资最少、上马快的产品,深受用户欢迎,而且生产成本低、具有强有力的竞争能力。
用各种含铝废料生产碱式氯化铝的方法也很多,具有代表性的有铝灰中和法与铝灰酸溶法。