CN105129945B - 水处理用活性泥土产品的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水处理用活性泥土产品的生产工艺，包括以下步骤：步骤一、将含铝矿物原料置于500‑1000℃下煅烧1‑2h，向其中加入质量分数为10‑35％的盐酸溶液，于80‑100℃下搅拌加热回流1‑2小时，得第一混合物；步骤二、向所述第一混合物中缓慢加入碱性物质，至盐基度为0‑80％或OH/Al值为0‑2.4，得第二混合物，浓缩干燥，得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品；本发明省略了原工艺中的过滤步骤，避免了矿渣过滤所造成产品的损失，而且该工艺得到的产物产品不是纯的铝盐，比如硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝等，而是含有铝盐的活性泥土，水处理效果很好，沉降效果更好。
Description
技术领域
本发明属于水处理用产品的生产工艺领域，具体涉及一种水处理用活性泥土产品的生产工艺。
背景技术
目前市面上用于水处理的无机净水剂普遍是以含铝矿物为原料制备的纯净的硫酸铝、氯化铝和聚合氯化铝等铝盐，但是这些净水剂普遍存在一个问题：当待处理的水杂质较少时，沉降除杂效果往往不佳；目前用含铝矿物原料生产聚合氯化铝净水剂的方法很多，基本工艺为：煅烧、酸溶、过滤、中和调整、浓缩结晶等步骤，现有生产技术的缺陷主要有：1.矿物废渣过滤困难，产品损失大，费时费力；2.生产流程长，设备投资大，维护成本高，能耗高；3.酸挥发大，腐蚀设备，污染环境；4.生产产品的同时产生大量的矿物废渣，增加处理的成本。
发明内容
本发明的一个目的是能够提供一种水处理用活性泥土产品的生产工艺，本发明省略了原工艺中的过滤步骤，避免了矿渣过滤所造成产品的损失，而且该工艺得到的产物产品不是纯的铝盐(硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝等)，而是含有铝盐的活性泥土，水处理效果很好，沉降效果更好。
本发明提供的技术方案为：
一种水处理用活性泥土产品的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、将含铝矿物原料置于500-1000℃下煅烧1-2h，向其中加入质量分数为10-35％的盐酸溶液，于80-100℃下搅拌加热回流1-2小时，得第一混合物；
步骤二、向所述第一混合物中缓慢加入碱性物质，至盐基度为0-80％或OH/Al值为0-2.4，得第二混合物，浓缩干燥，得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品。
优选的是，所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤一中，盐酸溶液的加入量为浸没所述含铝矿物原料。
优选的是，所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤二中，所述碱性物质为碱性溶液或润湿的碳酸钙固体，其中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。
优选的是，所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤一中的煅烧温度为600-800℃。
优选的是，所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤一还包括用蒸馏冷却装置收集搅拌加热回流过程中挥发出来的盐酸。
优选的是，所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤二中，所述浓缩干燥步骤包括：
步骤A、将所述第二混合物研磨30min，得混合浆液；
步骤B、按质量比1∶2往所述混合浆液中加入质量分数为95％的乙醇溶液，混合投入反应釜中，向其中通入保护气体，使得反应釜内初始压力为800KPa，1200MHz微波处理1h，在此过程中，保持反应釜内的搅拌速度为800r/min；
步骤C、然后以降温速率4℃/min将反应釜内的温度降低至0℃，保持30min，以降温速率2℃/min降至-18℃，保持18min，将反应釜内固化后的物料取出，置于真空度为-80KPa的真空装置中，利用波长为30μm的红外线进行加热干燥处理，即得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品。
优选的是，所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述保护气体为氮气。
优选的是，所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述含铝矿物原料经过以下预处理：
将所述含铝矿物原料置于质量分数为20％的氯化钠溶液中，浸泡18h，干燥。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)本发明省略了原工艺中的煅烧、酸溶、过滤、中和调整、浓缩结晶五大工艺中的过滤工艺，既避免了矿渣过滤过程中矿渣粘附的产品所造成的损失，而且避免产生大量矿渣对环境的影响，而且，省略了过滤工艺，很好的避免由于大量矿渣的过滤所带来的过滤困难，工艺复杂，成本高等问题；
(2)本发明所说的该工艺得到的最终产物，也就是产品不是纯的铝盐(硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝等)，而是含有铝盐的活性泥土，水处理效果很好，沉降效果更好，有效改善了现在市面上的无机净水剂处理杂质较少的水时，沉降除杂效果往往不佳的问题，具有极强的市场应用能力；
(3)本发明中的步骤B中，往混合浆液中加入乙醇溶液，并保持初始压力为800KPa的高压，使得常压条件下混合浆液中的固体颗粒不容易被乙醇填充的空隙，在高压状态下能较为容易的被乙醇占据，使得固体颗粒更为蓬松，并且与此同时对其进行1200MHz微波处理1h，使得固体颗粒在变得蓬松的同时，微波对固体颗粒的内部分子进行进一步振动，使其更为蓬松，从而使得混合浆液中固体颗粒粒径更小，为后期最终产品的高净水率做好准备；而且此处的初始压力为800KPa，若压力大于800KPa，在800KPa之后，每上升100KPa对设备要求要高很多，将直接造成生产成本的大幅度提高，而且提高了风险性；
(4)本发明中的步骤C，先以降温速率4℃/min进行降温，再以降温速率2℃/min进行降温，进行梯度降温，避免直接进行直线降温对固体颗粒之前形成的蓬松的内部结构造成破坏，最后降至-18℃，使得混合浆液中的液体都固化，混合浆液中固体颗粒内的空隙内的乙醇也固化，然后置于真空度为-80KPa的真空装置中，利用波长为30μm的红外线进行加热干燥处理，真空条件下利用红外线进行加热，可以很快的将已经固化的液体和乙醇进行升华，但并不会对固体颗粒的内部结构进行破坏，此时得到的产物就是具有很多空隙的蓬松结构，具有很大的比表面积，可吸附更多的杂质，从而达到更好的沉降效果。
本发明的其它优点，目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种水处理用活性泥土产品的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、将含铝矿物原料置于500℃下煅烧1h，向其中加入质量分数为10％的盐酸溶液，于80℃下搅拌加热回流1小时，得第一混合物；
步骤二、向所述第一混合物中缓慢加入碱性物质，至盐基度为0％或OH/Al值为0，得第二混合物，浓缩干燥，得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤一中，盐酸溶液的加入量为浸没所述含铝矿物原料。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤二中，所述碱性物质为碱性溶液或润湿的碳酸钙固体，其中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤一还包括用蒸馏冷却装置收集搅拌加热回流过程中挥发出来的盐酸。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤二中，所述浓缩干燥步骤包括：
步骤A、将所述第二混合物研磨30min，得混合浆液；
步骤B、按质量比1∶2往所述混合浆液中加入质量分数为95％的乙醇溶液，混合投入反应釜中，向其中通入保护气体，使得反应釜内初始压力为800KPa，1200MHz微波处理1h，在此过程中，保持反应釜内的搅拌速度为800r/min；
步骤C、然后以降温速率4℃/min将反应釜内的温度降低至0℃，保持30min，以降温速率2℃/min降至-18℃，保持18min，将反应釜内固化后的物料取出，置于真空度为-80KPa的真空装置中，利用波长为30μm的红外线进行加热干燥处理，即得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述保护气体为氮气。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述含铝矿物原料经过以下预处理：
将所述含铝矿物原料置于质量分数为20％的氯化钠溶液中，浸泡18h，干燥。
实施例2
一种水处理用活性泥土产品的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、将含铝矿物原料置于800℃下煅烧1.5h，向其中加入质量分数为25％的盐酸溶液，于90℃下搅拌加热回流1.5小时，得第一混合物；
步骤二、向所述第一混合物中缓慢加入碱性物质，至盐基度为60％或OH/Al值为1.4，得第二混合物，浓缩干燥，得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤一中，盐酸溶液的加入量为浸没所述含铝矿物原料。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤二中，所述碱性物质为碱性溶液或润湿的碳酸钙固体，其中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤一还包括用蒸馏冷却装置收集搅拌加热回流过程中挥发出来的盐酸。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤二中，所述浓缩干燥步骤包括：
步骤A、将所述第二混合物研磨30min，得混合浆液；
步骤B、按质量比1∶2往所述混合浆液中加入质量分数为95％的乙醇溶液，混合投入反应釜中，向其中通入保护气体，使得反应釜内初始压力为800KPa，1200MHz微波处理1h，在此过程中，保持反应釜内的搅拌速度为800r/min；
步骤C、然后以降温速率4℃/min将反应釜内的温度降低至0℃，保持30min，以降温速率2℃/min降至-18℃，保持18min，将反应釜内固化后的物料取出，置于真空度为-80KPa的真空装置中，利用波长为30μm的红外线进行加热干燥处理，即得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述保护气体为氮气。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述含铝矿物原料经过以下预处理：
将所述含铝矿物原料置于质量分数为20％的氯化钠溶液中，浸泡18h，干燥。
实施例3
一种水处理用活性泥土产品的生产工艺，包括以下步骤：
步骤一、将含铝矿物原料置于1000℃下煅烧2h，向其中加入质量分数为35％的盐酸溶液，于100℃下搅拌加热回流2小时，得第一混合物；
步骤二、向所述第一混合物中缓慢加入碱性物质，至盐基度为80％或OH/Al值为2.4，得第二混合物，浓缩干燥，得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤一中，盐酸溶液的加入量为浸没所述含铝矿物原料。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤二中，所述碱性物质为碱性溶液或润湿的碳酸钙固体，其中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤一还包括用蒸馏冷却装置收集搅拌加热回流过程中挥发出来的盐酸。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述步骤二中，所述浓缩干燥步骤包括：
步骤A、将所述第二混合物研磨30min，得混合浆液；
步骤B、按质量比1∶2往所述混合浆液中加入质量分数为95％的乙醇溶液，混合投入反应釜中，向其中通入保护气体，使得反应釜内初始压力为800KPa，1200MHz微波处理1h，在此过程中，保持反应釜内的搅拌速度为800r/min；
步骤C、然后以降温速率4℃/min将反应釜内的温度降低至0℃，保持30min，以降温速率2℃/min降至-18℃，保持18min，将反应釜内固化后的物料取出，置于真空度为-80KPa的真空装置中，利用波长为30μm的红外线进行加热干燥处理，即得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述保护气体为氮气。
所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，所述含铝矿物原料经过以下预处理：
将所述含铝矿物原料置于质量分数为20％的氯化钠溶液中，浸泡18h，干燥。
对实施例1，2，3得到的水处理用活性泥土产品进行测定，得到数据如下
| 项目 | 不溶物质量分数 | 不溶物尺寸 | Al2O3质量分数 |
| 实施例1 | 50％ | 1mm | 35％ |
| 实施例2 | 38％ | 0.6mm | 42％ |
| 实施例3 | 32％ | 0.9mm | 56％ |
其中，不溶物主要是二氧化硅和硅酸盐。
为说明本发明的效果，发明人提供传统的采用煅烧、酸溶、过滤、中和调整、浓缩结晶五大工艺制备得到的无机净水剂的参数性质。
表1为现有的无机净水剂与采用本发明得到的水处理用活性泥土产品的沉降效果对比
由上表可知，相比较现在市面上的无机净水剂，本发明得到的水处理用活性泥土产品的沉降效果很好，沉降时间快，短时间就可以达到很好的沉降效果。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (7)
1.一种水处理用活性泥土产品的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将含铝矿物原料置于500-1000℃下煅烧1-2h，向其中加入质量分数为10-35％的盐酸溶液，于80-100℃下搅拌加热回流1-2小时，得第一混合物；
步骤二、向所述第一混合物中缓慢加入碱性物质，至盐基度为0-80％或OH/Al值为0-2.4，得第二混合物，浓缩干燥，得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品；
所述步骤二中，所述浓缩干燥步骤包括：
步骤A、将所述第二混合物研磨30min，得混合浆液；
步骤B、按质量比1:2往所述混合浆液中加入质量分数为95％的乙醇溶液，混合投入反应釜中，向其中通入保护气体，使得反应釜内初始压力为800KPa，1200MHz微波处理1h，在此过程中，保持反应釜内的搅拌速度为800r/min；
步骤C、然后以降温速率4℃/min将反应釜内的温度降低至0℃，保持30min，以降温速率2℃/min降至-18℃，保持18min，将反应釜内固化后的物料取出，置于真空度为-80KPa的真空装置中，利用波长为30μm的红外线进行加热干燥处理，即得含聚合氯化铝的水处理用活性泥土产品。
2.如权利要求1所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，其特征在于，所述步骤一中，盐酸溶液的加入量为浸没所述含铝矿物原料。
3.如权利要求1所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，其特征在于，所述步骤二中，所述碱性物质为碱性溶液或润湿的碳酸钙固体，其中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液。
4.如权利要求1所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，其特征在于，所述步骤一中的煅烧温度为600-800℃。
5.如权利要求1所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，其特征在于，所述步骤一还包括用蒸馏冷却装置收集搅拌加热回流过程中挥发出来的盐酸。
6.如权利要求1所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，其特征在于，所述保护气体为氮气。
7.如权利要求1所述的水处理用活性泥土产品的生产工艺，其特征在于，所述含铝矿物原料经过以下预处理：
将所述含铝矿物原料置于质量分数为20％的氯化钠溶液中，浸泡18h，干燥。
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