CN108236937B - 一种水化氯铝酸钙的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于吸附剂技术领域，一种水化氯铝酸钙的制备方法，在反应釜中加入水和聚氯化铝压滤残渣，在搅拌条件下加入氧化钙进行共聚反应，然后在反应过程中加入氟硅酸钠，继续搅拌反应至反应结束，即制得水化氯铝酸钙；其中所述的聚氯化铝压滤残渣中主要成分以干基质量百分比计包括TiO2≥15％、(Fe2O3+Al2O3)≥45％、SiO2≤10％、CaCl2≤10％。有益效果：本发明利用聚氯化铝压滤残渣为原料，并在反应过程中加入氟硅酸盐，不仅使得废弃物得以重新利用，而且制得的水化氯铝酸钙更加稳定，性能更优，提高了氯铝酸钙的比表面积，可以至少重复使用6次以上，性能稳定。

Description

一种水化氯铝酸钙的制备方法
技术领域
本发明属于吸附剂技术领域，尤其涉及一种水化氯铝酸钙的制备方法。
背景技术
我国水处理剂-聚氯化铝，自二十世纪七十年代以来，特别是近二十年来取得了突飞猛进的发展，以无机高分子混凝剂为代表的新型混凝剂层出不穷，产销量大幅上升。我国聚氯化铝(PAC)和硫酸铝(AS)产能(以固体计)均达到了100万吨/年以上，走进了世界最大产销国的行列，技术研发也走在世界前列。
目前随着环保的呼声越来越高，对于生产水处理剂的原材料也提出了更高的要求。现在大多数厂家都在盐酸、氢氧化铝、铝酸钙来生产聚氯化铝。那么生产过程中会生产2％～3.5％不等的残渣，这部分残渣的主要成分(以干基计)是：TiO2≥15％，(Fe2O3+Al2O3)≥45％，SiO2≤10％，CaCl2≤10％，其他≤15％。，一直以来这部分残渣都被用作是制备建材或者作为水泥掺烧料。无疑这是对资源的一种浪费。
CN104984725A和CN101519221A公布的制备氯铝酸钙的方法都是使用氢氧化钙和氯化钙以及铝酸盐水泥。而且制成的氯铝酸钙其强度和在水中的重复利用的次数较差，无形中增加了用户的使用成本等。
发明内容
为解决现有技术存在的氯铝酸钙重复利用次数较差的缺陷，本发明提供一种水化氯铝酸钙的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的方案为：一种水化氯铝酸钙的制备方法，在反应釜中加入水和聚氯化铝压滤残渣，在搅拌条件下加入氧化钙进行共聚反应，然后在反应过程中加入氟硅酸钠，继续搅拌反应至反应结束，即制得水化氯铝酸钙；
其中所述的聚氯化铝压滤残渣中主要成分以干基质量百分比计包括TiO2≥15％、(Fe2O3+Al2O3)≥45％、SiO2≤10％、CaCl2≤10％。
作为优选，所述的水与聚氯化铝压滤残渣的质量比为1：1.5～2.5。
进一步地，加入氧化钙后体系中的Al与Ca的摩尔比为2:1～2。
作为优选，所述的氟硅酸钠为所述氧化钙及聚氯化铝压滤残渣的总质量的5～10‰。
具体地，加入氧化钙共聚反应4～6h后加入所述氟硅酸钠，加入所述氟硅酸钠后继续反应2～3h。
作为优选，加入所述氧化钙后体系的反应温度为75～85℃。
有益效果：本发明利用聚氯化铝压滤残渣为原料，并在反应过程中加入氟硅酸盐，不仅使得废弃物得以重新利用，而且制得的水化氯铝酸钙更加稳定，性能更优，提高了氯铝酸钙的比表面积，可以至少重复使用8次以上，且性能稳定；另外，采用氧化钙为原料，在反应过程中放热，为体系提供温度，促进反应进行，节省能源。
附图说明
图1为实施例1制备的氯铝酸钙的SEM图；
图2为实施例1制备的氯铝酸钙的XRD图；
图3为各实施例及对比例制备的氯铝酸钙重复使用性能对比图；
具体实施方式
实施例1
在反应釜中加入1吨水，然后加入2吨聚氯化铝压滤残渣，其中残渣中主要成分及重量百分比为TiO2＝17.2％、(Fe2O3+Al2O3)＝47.2％、SiO2＝8.31％、CaCl2＝6.54％，开启搅拌，加入545kg的氧化钙，在80℃条件下进行共聚反应，共聚反应5小时后，加入30kg氟硅酸钠，继续搅拌3小时后。将物料放出即得成品。成品SEM图及XRD图详见图1和图2。
实施例2
在反应釜中加入1吨水，然后加入1.5吨聚氯化铝压滤残渣，其中残渣中主要成分及重量百分比为TiO2＝15.8％、(Fe2O3+Al2O3)＝45.2％、SiO2＝7.62％、CaCl2＝5.25％，开启搅拌，加入450kg的氧化钙，在75℃条件下进行共聚反应，共聚反应4小时后，加入10kg氟硅酸钠，继续搅拌2小时后。将物料放出即得成品。
实施例3
在反应釜中加入1吨水，然后加入2.5吨聚氯化铝压滤残渣，其中残渣中主要成分及重量百分比为TiO2＝18.5％、(Fe2O3+Al2O3)＝48.6％、SiO2＝9.42％、CaCl2＝6.86％，开启搅拌，加入600kg的氧化钙，在85℃条件下进行共聚反应，共聚反应6小时后，加入25kg氟硅酸钠，继续搅拌2小时后。将物料放出即得成品。
对比例1
将实施例1中加入的氟硅酸钠去除，其他步骤同实施例1，制得成品。
对比例2
在反应釜中加入2吨水，然后加入1.5吨铝酸盐水泥，开启搅拌，加入600kg的氢氧化钙，250kg氯化钙，在85℃条件下进行共聚反应，共聚反应8小时后，将物料放出即得成品。
性能测试：
表1比表面积和孔结构分析
Figure BDA0001217198130000041
用实施例及对比例中制备的五种产品在常温条件下，分别称产品1克，加入到1升1g/L的亚甲基蓝溶液中，测定1小时后对亚甲基蓝的去除率；然后将投入的产品过滤出来放置在烘箱中烘干后，再加入到1升1g/L的亚甲基蓝溶液中，如此反复，测得的结果作图如图3所示。实施例1～3的样品在使用8次之后还有85％以上的去除率，而对比例1在使用4次之后就碎掉了，说明其中氟硅酸钠与聚氯化铝压滤残渣原料存在相互作用，氟硅酸钠有利于产品结构的稳定性，由表1数据还可以看出氟硅酸钠同时有利于提高产品比表面积，提高产品吸附性能。对比例2在使用六次之后就彻底失活了，由表1中数据可以看出采用聚氯化铝压滤残渣等为原料相比于传统以硅酸盐水泥、氢氧化钙及氯化钙为原料制得的的产品比表面积大，使得实施例1～3所制备的产品重复使用性能更好。

Claims (2)

1.一种水化氯铝酸钙的制备方法，其特征在于：在反应釜中加入水和聚氯化铝压滤残渣，在搅拌条件下加入氧化钙进行共聚反应，然后在反应过程中加入氟硅酸钠，继续搅拌反应至反应结束，即制得水化氯铝酸钙；
其中所述的聚氯化铝压滤残渣中主要成分以干基质量百分比计包括TiO2≥15％、(Fe2O3+Al2O3)≥45％、SiO2≤10％、CaCl2≤10％；
加入氧化钙后体系中的Al与Ca的摩尔比为2:1～2；
所述的氟硅酸钠为所述氧化钙及聚氯化铝压滤残渣的总质量的5～10‰；
加入氧化钙共聚反应4～6h后加入所述氟硅酸钠，加入所述氟硅酸钠后继续反应2～3h；
加入所述氧化钙后体系的反应温度为75～85℃。
2.根据权利要求1所述的水化氯铝酸钙的制备方法，其特征在于：所述的水与聚氯化铝压滤残渣的质量比为1：1.5～2.5。
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