[发明专利]铝溶胶的生产方法和铝溶胶生产系统

说明书

本发明公开了一种铝溶胶生产方法和生产系统，该生产方法包括：(1)将铝源与酸接触，得到含有铝盐的溶液；(2)将含有铝盐的溶液与碱接触，得到含盐铝溶胶；(3)将含盐铝溶胶进行普通电渗析，得到脱盐铝溶胶以及回收盐；(4)将所述回收盐进行双极膜电渗析，分别得到回收酸和回收碱，将至少部分回收酸循环用于步骤(1)，将至少部分回收碱循环用于步骤(2)。根据本发明的铝溶胶生产方法和生产系统采用的原料价格低廉，原料利用率高，制备的铝溶胶的质量好，并且整个生产过程条件温和，绿色环保。

技术领域

本发明涉及一种铝溶胶生产方法，本发明还涉及一种铝溶胶生产系统。

背景技术

铝溶胶是带正电的水合氧化铝微细粒子均匀分散在水中的胶体溶液。目前，铝溶胶在工业上被广泛用作催化剂粘结剂和水处理絮凝剂。根据不同的应用领域，铝溶胶的命名方式也有所不同，例如：用于催化剂粘结剂时，一般称为铝溶胶；用于絮凝剂时，则被称为聚合氯化铝或碱式氯化铝，但其结构通式均可表达为：[Al₂(OH)_nCl_6-n·xH₂O]_m(n＝1-5，m0)。

铝溶胶的性质一般可以用铝含量、以及铝氯比(即，铝元素与氯元素的比例，可以采用重量比，也可以采用摩尔比)或碱基度来表示，碱基度是指聚合氯化铝中氢氧根与铝的摩尔比。

铝溶胶的制备方法多种多样，常用的制备方法主要有：金属铝法、有机醇盐水解法、电解法、无机盐原料法和粉体分散法等，其中，采用金属铝与盐酸制备铝溶胶的金属铝法依然是主要的生产方法。

US4028216最早详细介绍了金属铝溶胶的制备方法，此法工艺流程简单，易于操作，但是由于该方法是由氢氧化铝电解制得铝溶胶，因而生产成本太高，需要消耗大量的电能，同时在制备的过程中产生的氢气也带来了安全隐患，并且使用的盐酸会腐蚀设备。

有机醇盐水解法可以制得纯度高、比表面大、粒径分布均匀的溶胶。此方法适用于制备纯度要求高的氧化铝粉体。但是，此方法制备过程中的最大困难是原料对水敏感，水解反应非常迅速，容易形成沉淀，并且原料价格昂贵、易燃、有毒、不易保存，给工业化带来困难。

CN1177653A报道了采用电解法来制备铝溶胶，此法通过以低电压大电流的电化学方法合成聚合氯化铝，采用价格低廉的普通阴离子膜，降低了产品的制备成本，比较环保。但是，电解水耗能过大，初始费用高(重复单元中需要电极)，可能产生氯气，存在安全隐患。

无机盐原料法使用的原料价格低廉，方法简单，降低了铝溶胶的生产成本，但是溶胶的纯度较低。

粉体分散法制备氧化铝溶胶省去了水解步骤，过程简单，且原料均为工业产品，价格便宜，便于储存，易于实现工业化。但是，原料中常含有杂质，制备的铝溶胶的纯度相对较低。

当今工业的发展和生产过程中的环保要求日趋严格，越来越注重反应过程的原子经济性，因而寻求一种新的节能、环保和高效的铝溶胶生产方法变得越发重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色环保的铝溶胶生产方法，该方法在整个生产过程中不产生或基本不产生废弃排放物，而且制备的铝溶胶产品质量好。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种铝溶胶的生产方法，该方法包括以下步骤：

(1)将铝源与酸接触，得到含有铝盐的溶液；

(2)将含有铝盐的溶液与碱接触，得到含盐铝溶胶；

(3)将含盐铝溶胶进行普通电渗析，得到脱盐铝溶胶以及回收盐；

(4)将所述回收盐进行双极膜电渗析，分别得到回收酸和回收碱，将至少部分回收酸循环用于步骤(1)，将至少部分回收碱循环用于步骤(2)。