CN104649385A - 一种利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，步骤为：将盐酸和氢氧化铝以90℃-110℃温度混合加热，然后加入氧化的废盐酸液，再加入铝酸钙粉，进行混合加热反应，生成的混合物为半成品聚合氯化铝铁，控制pH值在2-4，并在含铁量大于2.5％时，加入含铁量在5％-15％的亚铁，控制Fe3+和Fe2+的摩尔比为1：1-3，得到成品聚合氯化铝铁[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)nCl6-n]。该方法生产的聚合氯化铝铁的含铁量可达5％以上，通过控制Fe3+和Fe2+的比例，抑制复制过程中铁离子水解成Fe(OH)3沉淀，提高了含铁量和聚合度，增强了产品性能。

Description

一种利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法
技术领域
 本发明涉及废酸液处理与回收利用领域，具体是一种利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法。
背景技术
聚合氯化铝铁（PAFC）是由铝铁和铁盐复合而制得的一种新型高效絮凝剂，它集铝盐和铁盐各自优点，对铝离子和铁离子的形态都有明显改善。但在生产中产品复合过程中铁离子不易提高到4.5％以上，在铁离子含量达2.5％以上时易水解成Fe(OH)3沉淀，使产品含铁量和聚合度降低，最终生产的聚合氯化铝铁的含铁量一般只有1-2.5％，性能不佳。
目前，废盐酸的处理与回收利用中，基本根据氯化氢易于挥发和易溶于水的特性及氯化亚铁在盐酸溶液中溶解度的规律，采用蒸汽间接加热，负压蒸发浓缩工艺，蒸发产生的气体经冷凝器冷凝成为稀盐酸，返回酸洗车间再次使用，废酸液经蒸发浓缩使氯化亚铁达到一定浓度后，冷却浓缩液使氯化亚铁以结晶的形式析出，再经分离获取氯化亚铁的晶体。主要采用以下两种方法：
（1）酸碱中和法，此方法需消耗大量的石灰或碱液，并产生大量的含水率95%以上的泥渣需干化处理，成本高，且废酸液中的有用资源未回收利用。
盐酸再生法，此方法是喷雾燃烧将废酸液在大型高温焙烧炉喷雾燃烧生成盐酸和氧化铁红，投资大、运行成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、投资少的利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，该方法无二次污染排放，生成的聚合氯化铝铁复合净水剂净水效果明显。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，步骤为：将盐酸和氢氧化铝以90℃-110℃温度混合加热，然后加入氧化程度为30%-50%的废盐酸液，再加入铝酸钙粉，进行混合加热反应，生成的混合物为半成品聚合氯化铝铁，控制pH值在2-4，并在含铁量大于2.5％时，加入含铁量在5％-15％的亚铁，控制Fe3+和Fe2+的摩尔比为1：1-3，得到成品聚合氯化铝铁[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)nCl6-n]，其中m≤10，n≤5。
作为本发明进一步的方案：所述废盐酸液的氧化程度为40%。
作为本发明进一步的方案：所述废盐酸为酸洗钢铁的废盐酸液，按照重量比的成分包括：HCl=1％-5%，FeCl2·4H2O=20％-50%，水份=45％-80%。
作为本发明进一步的方案：加入含铁量在9%的亚铁，控制Fe3+和Fe2+的摩尔比为为1：2。
作为本发明进一步的方案：所述成品聚合氯化铝铁[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)nCl6-n]中m≤6,n≤3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该方法生产的聚合氯化铝铁的含铁量可达5％以上，在铁盐和铝盐复制过程中，pH值在3左右或含铁量在2.5％以上；并在含铁量大于2.5％时，加入含铁量在9％左右的亚铁，控制Fe3+和Fe2+的比例，抑制复制过程中铁离子水解成Fe(OH)3沉淀，提高了含铁量和聚合度，增强了产品性能。生产的聚合氯化铝铁的化学通式为[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)nCl6-n]。产品的工作原理与聚氯化铝基本一样，但优于聚氯化铝，表现在：（1）高效，聚合氯化铝铁系复合型高分子分子聚合物，分子结构庞大，吸附能力强，净水效果好；（2）适应性强，无论是高浊度和低浊度，高温季节和低温季节均有显著的净化效果；（3）快速投入原水后形成的絮凝体大，沉降速度快，活性高。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，步骤为：将盐酸和氢氧化铝以90℃温度混合加热，然后加入氧化程度为30%的废盐酸液，再加入铝酸钙粉，进行混合加热反应，生成的混合物为半成品聚合氯化铝铁，控制pH值在2，并在含铁量为2.6％时，加入含铁量在5％的亚铁，控制Fe3+和Fe2+的摩尔比为1：1，得到成品聚合氯化铝铁[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)nCl6-n]，其中m=5，n=2。
实施例2
本发明实施例中，一种利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，步骤为：将盐酸和氢氧化铝以100℃温度混合加热，然后加入氧化程度为40%的废盐酸液，再加入铝酸钙粉，进行混合加热反应，生成的混合物为半成品聚合氯化铝铁，控制pH值在3，并在含铁量为2.8％时，加入含铁量在9％的亚铁，控制Fe3+和Fe2+的摩尔比为1：2，得到成品聚合氯化铝铁[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)nCl6-n]，其中m=8，n=4。
实施例3
本发明实施例中，一种利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，步骤为：将盐酸和氢氧化铝以110℃温度混合加热，然后加入氧化程度为50%的废盐酸液，再加入铝酸钙粉，进行混合加热反应，生成的混合物为半成品聚合氯化铝铁，控制pH值在4，并在含铁量为3％时，加入含铁量在15％的亚铁，控制Fe3+和Fe2+的摩尔比为1：3，得到成品聚合氯化铝铁[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)nCl6-n]，其中m=10，n=5。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，其特征在于，步骤为：将盐酸和氢氧化铝以90℃-110℃温度混合加热，然后加入氧化程度为30%-50%的废盐酸液，再加入铝酸钙粉，进行混合加热反应，生成的混合物为半成品聚合氯化铝铁，控制pH值在2-4，并在含铁量大于2.5％时，加入含铁量在5％-15％的亚铁，控制Fe3+和Fe2+的摩尔比为1：1-3，得到成品聚合氯化铝铁[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)nCl6-n]，其中m≤10，n≤5。
2.根据权利要求1所述的利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，其特征在于，所述废盐酸液的氧化程度为40%。
3.根据权利要求1或2所述的利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，其特征在于，所述废盐酸为酸洗钢铁的废盐酸液，按照重量比的成分包括：HCl=1％-5%，FeCl2·4H2O=20％-50%，水份=45％-80%。
4.根据权利要求1所述的利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，其特征在于，加入含铁量在9%的亚铁，控制Fe3+和Fe2+的摩尔比为为1：2。
5.根据权利要求1所述的利用废盐酸制备聚合氯化铝铁复合净水剂的方法，其特征在于，所述成品聚合氯化铝铁[Al2(OH)nCl6-n]m·[Fe2(OH)nCl6-n]中m≤6,n≤3。
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