[发明专利]利用废催化剂制备聚氯化铝联产聚硅氯化铁铝的方法

说明书

本发明属于絮凝剂生产技术领域，具体的涉及一种利用废催化剂制备聚氯化铝联产聚硅氯化铁铝的方法。氢氧化钠溶液与FCC废催化剂进行升温加压反应，反应完毕过滤制得铝硅酸盐溶液；将铝硅酸盐溶液进行真空浓缩；在初温80～90℃条件下，向浓缩后的铝硅酸盐溶液中投加氢氧化铝晶种和结晶助剂，然后降温至40～45℃，压滤得到固体氢氧化铝和脱铝母液；所得固体氢氧化铝与盐酸升温加压一步法制备液体聚氯化铝；向脱铝母液中滴加三氯化铁溶液和盐酸，调节反应体系pH为0.8～1.7，熟化1～2h，得到液体聚硅氯化铁铝。该方法成本低廉、使用安全环保、避免了重金属离子浸出造成二次污染，同时剩余的脱铝母液用于联产聚硅氯化铁铝。

技术领域

本发明属于固体危险废物综合利用和絮凝剂生产技术领域，具体的涉及一种利用废催化剂制备聚氯化铝联产聚硅氯化铁铝的方法。

背景技术

聚氯化铝是一种无机高分子混凝剂，简称聚铝，英文缩写PAC，化学分子式为[Al₂(OH)_nCl_(6-n).xH₂O]_m；式中m表示聚合程度，m≤10；n表示产品的中性程度，n＝1～5；聚氯化铝可以看作是氯化铝水解反应的中间体，是由水合铝离子在不同的pH值条件下，通过羟基和氧原子的架桥作用形成的具有一定聚合度的聚合铝离子，其聚合度和分子量尚不能测定，通常以盐基度或碱化度B(B为聚合铝中羟基与3倍铝离子的摩尔比值)衡量。聚氯化铝中聚合铝离子通常以Al₁₃(OH)₇₊₃₂、Al₁₀(OH)₃₊₂₂的Al₁₃O₄(OH)₇₊₂₄等形态存在。由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂；有絮凝体成型快、盐基度高、pH适应值宽、用途广泛等特点；广泛应用于生活饮用水净化、工业废水和生活污水处理领域。

目前我国生产聚氯化铝的企业较多，主要集中河南和山东一带，其生产工艺和原料也比较丰富，常见的生产原料主要有金属铝(包括铝灰、铝屑)法、三氧化二铝(包括铝矾土、高岭土、煤矸石等)法、结晶氯化铝法等。

(1)金属铝法

所用原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。目前，我国以金属铝为原料生产聚合氯化铝的厂家大多采用酸法生产聚氯化铝。铝灰中含较多的重金属离子(铅、镍、锡等)，生产的聚氯化铝重金属离子较高。

(2)三氧化二铝法

主要原料为三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。此工艺的第一步是酸溶得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中和法得到聚合氯化铝。该法生产的产品质量稳定、水溶性好，但是生产废渣量大，以铝矾土为例，每生产1T聚氯化铝会产生0.25～0.35T固废，若长期堆放，不仅占用大量土地资源，也会造成生态环境污染。

(3)铝酸钙粉法

以铝酸钙粉与盐酸按一定比例，一步法生产聚合氯化铝。该工艺为大多数厂家所使用，工艺路线简单，且盐基度较高，但是生产成本较高，铝酸钙粉中Al₂O₃含量为52～55％左右，CaO含量35～39％，市售价格约1200元/吨。

本着降低生产成本，从保护生产环境的角度出发，寻求价格低廉的生产原料，通过改进合成路线制备聚氯化铝的方法是十分有必要的。