[发明专利]一种聚合硫酸铝净水剂的生产工艺

说明书

本发明涉及一种化学混凝剂(净水剂)的生产工艺，尤其是一种聚合硫酸铝净水剂的生产工艺。

水质净化是人民生活用水和生产用水之所需，处理工业废(污)水，保护生化环境，均离不开净水剂。我国长期使用的传统产品明矾、硫酸铝、铁盐等混凝剂，效果差，费用大。70年代研制使用碱式氯化铝高效净水剂(PAC)，大部分采用工业废铝(灰渣)作原料，直接与盐反应，经澄清过滤而得成品，称作“铝灰酸解一步法”。近年来由于铝灰缺乏，不能满足生产发展的需求，于是改用铝矾土代替铝灰，用盐酸分解铝矾土，先制成三氯化铝，用碱中和而得铝胶，再与盐酸合成。此法因原材料和生产工艺不能妥善解决，收率低，耗费大，成本高，影响了聚合铝的推广使用，还有不少地方迄今未用上高效净水剂。

本发明的目的在于提供一种生产工艺简单，成本低，收率高，综合利用效益好，且产品纯度高，混凝效果好的聚合硫酸铝(PAS)、的生产工艺。

“PAS”是聚合硫酸铝的简称，它是“PAC”(聚合氯化铝)的改性产品，是一种大分子的络合铝盐，聚合硫酸铝的特性指标为：(1)盐基度：45-70％(2)组分：Al∶SO₄∶Cl＝1∶0.6-1.0∶0.3-0.75，(3)其中Cl对Al的组分比不得低于0.3，(4)分子中可引入1-2个阴离子。聚合硫酸铝成品外观为桔黄或灰白色树脂状无定形颗粒体，露置于空气中略有吸湿，易溶于水，水溶液呈弱酸性，水解时生成氢氧化铝，伴随发生电化学、凝聚、吸附和沉淀等物理化学过程，从而起净化水质的作用，故称净水剂。

本发明工艺利用丰富的铝矾土资源为主要原料，制备硫酸铝(简称AS)为主体、活性铝胶为助剂，在同一反应系统中，通过水解聚合作用，先后产生的聚合硫酸铝和聚合氯化铝共同熟化，进行衍生改性，形成大分子络合体铝盐，从而增大分子量，提高混凝性能，同时引入1-3个阴离子，使聚合硫酸铝，的结构形态和特性更适应其功能。

图1为本发明工艺流程的示意图。

以下结合附图对本发明的生产工艺作详细说明。

本聚合硫酸铝净水剂以铝矾土经焙烧和酸解制得的硫酸铝、碱溶铝土再经NaHCO₃分解制得的活性铝胶为原料，加入盐酸、铝胶，经水解聚合、熟化、浓缩、干燥等工序制成。

1、硫酸铝(AS)的制备

采用品位较高的铝矾土(含Al₂O₃＞50％)置于反射炉中，经700-750℃高温焙烧1.5-2.0h，活化后与硫酸混合于夹层反应釜中115-120℃温度下反应5-6h，制得的溶液pH＝3.0。    

2、活性铝胶的制备

a、NS法：将硫酸铝清液抽入中和器内，加热至6.0-70℃，由高位槽加入氨水，调节pH＝7.0-7.5，搅拌均匀，加热至沸2-3分钟，后冷却至80℃左右，过滤。铝胶加清水煮沸，滤净氨液、洗涤、测定Al₂O₃含量备用。

b、用铝酸钠制铝胶∶将已焙烧的铝土粉与纯碱按1∶1.7并加水混合，置压力锅(3-5kg/cm2)中反应2h，出料，分离残渣，滤液加入NaHCO₃进行分解，则得活性铝胶，母液回收，补加纯碱循环使用。

3、制备聚合硫酸铝(PAS)

原材料配比(重量比)：硫酸铝∶工业盐酸∶活性铝胶＝500-600∶190-200∶250-300。

将来自硫酸铝车间的硫酸铝溶液加水调稀为10％浓度  (指含硫酸铝10％(重量)，d＝1.105)，保持50-70℃温度，然后逐步加入适量的活性铝胶进行反应，以消灭游离酸，待pH值升到3.0以上，溶液的组分Al∶SO₄＝1∶1，即得聚合硫酸铝初品。

保持品温，在初品中再加入过量的铝胶，同时加入盐酸，在不断搅拌下进行水解聚合反应，并注意补充铝胶和水分，待pH升至3.0后，抽样测试，调整，静置，保湿熟化12-24h。

经混凝对比试验达到要求的聚合硫酸铝溶液进行浓缩蒸发，比重为1.4时，送到干燥机干燥，即得到无定形颗粒状聚合硫酸铝固体成品。

4、制备聚合硫酸铝(2)

原材料配比同方法(1)，将盐酸与铝胶按200∶100-150的比例进行中和反应，得聚合氯化铝(PAC)粗品，加入硫酸铝溶液中，在50-70℃温度下反应，余下的活性铝胶逐步加入溶液中作促进剂，待pH升至3.0时，把余胶加完，静置熟化12-24h。