碱式氯化铝生产工艺

碱式氯化铝生产工艺

　　碱式氯化铝（又称聚合氯化铝）的生产工艺因原料不同可分为多种类型，以下从原料分类和典型工艺两方面进行系统梳理：

　　一、按原料分类的生产工艺

　　1.含铝矿物原料工艺

　　适用原料：铝土矿（三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石）、粘土、高岭土、明矾石、煤矸石、粉煤灰等。

　　典型工艺：

　　酸法工艺：

　　流程：原料粉碎→酸溶（盐酸）→过滤→浓缩→结晶→热解→聚合熟化→干燥。

　　特点：以煤矸石为例，需先燃烧去除碳质，再与盐酸反应生成结晶氯化铝，经热解和熟化得到碱式氯化铝。

　　优势：原料易得，成本低；劣势：需控制铁等杂质含量。

　　碱法工艺：

　　流程：原料与碳酸钠/氢氧化钠烧结→制得铝酸钠→分解为凝胶氢氧化铝→酸溶→聚合。

　　特点：流程长，设备复杂，成本高，多用于氧化铝厂配套生产。

　　2.其他含铝原料工艺

　　适用原料：金属铝、废铝屑、铝灰、氢氧化铝、三氯化铝等。

　　典型工艺：

　　铝灰酸溶一步法（国内最广）：

　　流程：铝灰筛分水洗→与盐酸按比例反应→溶出、水解、聚合→熟化→过滤→浓缩→干燥。

　　特点：

　　铝与盐酸反应放热，可自热进行，降低能耗。

　　需控制盐酸浓度、投料顺序和速度，避免氯化氢挥发。

　　产品盐基度和氧化铝含量较高，但杂质（如重金属）需严格处理。

　　设备：耐酸反应池（防腐处理）、过滤装置、沉淀池、干燥设备。

　　三氯化铝热解法：

　　流程：三氯化铝加热分解→生成氯化氢和水→聚合为粉状熟料→加水搅拌→干燥。

　　特点：流程短，但需控制热解温度和进料速度。

　　氢氧化铝加压溶出法：

　　流程：氢氧化铝与盐酸在高压釜中反应→生成碱式铝盐→脱水聚合→干燥。

　　特点：需加压设备，铝溶出率高，产品纯度高。

　　二、典型工艺流程详解（以铝灰酸溶一步法为例）

　　1.原料预处理

　　铝灰管理：分类保管，避免混杂；使用前筛分去除杂物，水洗去除可溶性盐类（如氯化钠）。

　　盐酸配置：按反应比例稀释至适当浓度（如20%-30%）。

　　2.反应阶段

　　投料：将盐酸和铝灰按比例投入反应池（总体积不超过池容50%）。

　　反应过程：

　　溶出：铝与盐酸反应生成氯化铝，放热使温度升高。

　　水解：pH升高，配位水分解生成盐酸，促进铝溶出。

　　聚合：pH>4时，相邻OH⁻桥连聚合，形成多核络合物。

　　控制要点：

　　盐酸浓度和投料速度影响反应热和产品盐基度。

　　搅拌避免铝灰结块，补充水分防止反应过激。

　　3.后处理阶段

　　粗滤与沉淀：反应液经石英砂或滤网过滤，去除残渣；沉淀1-3天，进一步去除杂质。

　　盐基度调整：加入碱性物质（如氢氧化钠）调整盐基度至合格范围。

　　干燥与粉碎：液体产品经喷雾干燥或滚筒干燥得固体；粉碎过筛后包装。

　　三、工艺选择与优化

　　原料适应性：

　　含铝矿物（如煤矸石）适合酸法工艺，成本低但需除杂。

　　金属铝/铝灰适合酸溶一步法，流程简单但需防爆。

　　产品质量控制：

　　盐基度：影响混凝效果，需控制在40%-80%。

　　氧化铝含量：越高则净水效果越好。

　　杂质（如重金属）：需通过水洗、沉淀或加入硫化钠去除。

　　设备选型：

　　耐酸反应池（防腐处理）、耐腐蚀泵、过滤装置、干燥设备。

　　自动化控制可提高生产稳定性和效率。

　　环保与安全：

　　反应产生的氯化氢气体需吸收处理。

　　防爆措施：通风良好，禁用明火，电气设备防爆。