堿式氯化鋁工藝

堿式氯化鋁工藝

　　堿式氯化鋁（BAC）的工藝主要涉及原料選擇、反應(yīng)制備、鹽基度調(diào)整及產(chǎn)品固化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不同原料和工藝路徑會(huì)影響產(chǎn)品純度、鹽基度及生產(chǎn)成本。以下是對(duì)堿式氯化鋁工藝的詳細(xì)介紹：

　　一、原料選擇與預(yù)處理

　　堿式氯化鋁的原料主要包括含鋁礦物（如鋁土礦、粘土礦、高嶺土等）和其他含鋁原料（如金屬鋁、廢鋁屑、鋁灰、氫氧化鋁、三氯化鋁、煤矸石、粉煤灰等）。原料的預(yù)處理通常包括破碎、篩分、焙燒等步驟，以提高鋁的溶出率。例如，鋁土礦需要煅燒、粉碎、過(guò)篩；煤矸石則需破碎至一定細(xì)度后進(jìn)行焙燒，以去除雜質(zhì)碳和腐植酸。

　　二、反應(yīng)制備

　　反應(yīng)制備是堿式氯化鋁生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，根據(jù)原料和工藝的不同，可分為以下幾種方法：

　　酸法：將預(yù)處理后的含鋁礦物與鹽酸等反應(yīng)劑在高溫高壓下反應(yīng)，生成結(jié)晶氯化鋁。例如，鋁灰與鹽酸反應(yīng)，經(jīng)過(guò)溶出、水解、聚合等步驟，最終得到堿式氯化鋁溶液。煤矸石也可通過(guò)類(lèi)似方法，與鹽酸反應(yīng)生成結(jié)晶氯化鋁，再經(jīng)過(guò)熱解等步驟得到堿式氯化鋁。

　　堿法：以氫氧化鋁為原料，在堿性條件下碳酸化，使之變?yōu)闊o(wú)定形的凝膠狀的氫氧化鋁，再用鹽酸溶解得到堿式氯化鋁。但這種方法流程長(zhǎng)、成本高，較少采用。

　　中和法：在三氯化鋁溶液中加入氫氧化鈉、石灰石等堿性物質(zhì)，通過(guò)控制加堿量得到不同鹽基度的堿式氯化鋁。這種方法操作簡(jiǎn)單，但鹽基度調(diào)整可能不夠精確。

　　熱解法：三氯化鋁在加熱條件下發(fā)生分解反應(yīng)，控制熱解過(guò)程得到不同鹽基度的堿式氯化鋁。例如，煤矸石熱解法就是將煤矸石與鹽酸反應(yīng)生成的結(jié)晶氯化鋁在沸騰爐中熱解，得到固體堿式氯化鋁。

　　電滲析法：利用專(zhuān)用的選擇性離子交換膜，在電場(chǎng)作用下使離子定向遷移，從而得到堿式氯化鋁。這種方法流程短、原材料和能源消耗少，但成本較高，且多為日本專(zhuān)利方法。

　　三、鹽基度調(diào)整

　　鹽基度是堿式氯化鋁的重要質(zhì)量指標(biāo)，它反映了產(chǎn)品中羥基與鋁的摩爾比。鹽基度的高低直接影響產(chǎn)品的混凝效果。在生產(chǎn)過(guò)程中，通常通過(guò)以下方法調(diào)整鹽基度：

　　堿（酸）直接調(diào)整法：在反應(yīng)過(guò)程中直接加入堿性或酸性物質(zhì)，調(diào)整溶液的pH值，從而控制鹽基度。

　　氫氧化鋁凝膠調(diào)整法：利用氫氧化鋁凝膠與三氯化鋁溶液反應(yīng)，調(diào)整鹽基度。這種方法可以得到鹽基度較高的產(chǎn)品，但流程相對(duì)復(fù)雜。

　　熱分解法：通過(guò)控制熱解溫度和時(shí)間，調(diào)整堿式氯化鋁的鹽基度。這種方法適用于以三氯化鋁為原料的生產(chǎn)工藝。

　　四、產(chǎn)品固化與干燥

　　經(jīng)過(guò)反應(yīng)制備和鹽基度調(diào)整后，得到的堿式氯化鋁溶液需要進(jìn)一步固化成固體產(chǎn)品。固化方法主要包括滾筒干燥法和噴霧干燥法：

　　滾筒干燥法：將堿式氯化鋁溶液均勻涂布在滾筒表面，通過(guò)滾筒的旋轉(zhuǎn)和加熱，使溶液中的水分蒸發(fā)，得到固體堿式氯化鋁。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易，但熱效率有待提高。

　　噴霧干燥法：將堿式氯化鋁溶液通過(guò)噴霧器噴成細(xì)小的霧滴，與熱空氣接觸使水分迅速蒸發(fā)，得到固體堿式氯化鋁。這種方法熱效率高、產(chǎn)量大，適宜于采用液體或氣體燃料的地方。