專利名稱：鋁碳微電解凈化聚合氯化鋁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由高鋁灰與廢酸反應(yīng)生產(chǎn)而得的聚合氯化鋁的凈化方法，特別是指除去鉛等重金屬離子以及苯環(huán)、多苯環(huán)類有機(jī)物。
用高鋁灰與廢酸反應(yīng)生產(chǎn)聚合氯化鋁工藝，原料易得、設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉，產(chǎn)品鋁含量高，在市場(chǎng)上占有一定的優(yōu)勢(shì)。但由于高鋁灰和廢酸的純凈度低，給產(chǎn)品聚合氯化鋁帶進(jìn)許多有害雜質(zhì)，因而用該方法制得的絮凝劑普遍用于工業(yè)廢水處理而不能應(yīng)用于飲用水領(lǐng)域。如要使此產(chǎn)品適用于飲用水廠，必須去除聚合氯化鋁中的有害雜質(zhì)使之符合標(biāo)準(zhǔn)。用高鋁灰和廢酸反應(yīng)生成聚合氯化鋁的雜質(zhì)主要是一些重金屬離子，特別是鉛離子，另外還有一些苯環(huán)、多苯環(huán)類有機(jī)物。除去水溶液中金屬離子雜質(zhì)的方法很多，如吸附法、化學(xué)沉淀法、還原法、電化學(xué)法等。根據(jù)聚合氯化鋁所含的雜質(zhì)成份，以電化學(xué)法去除最有效。去除重金屬的電化學(xué)方法有電解法和微電解法。電解法處理重金屬廢水是多種作用的總和。其一，陽、陰電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，重金屬離子因陰極得到電子被還原而析出附在電極上，有機(jī)物也能在電極表面發(fā)生反應(yīng)從而分解；其二，陽極若采用金屬電極如鋁、鐵等，通電后受到電化學(xué)腐蝕，具有可溶性，鋁或鐵以離子狀態(tài)溶入溶液中，經(jīng)水解反應(yīng)可生成羥基絡(luò)合物，作為混凝劑對(duì)水中懸浮物及膠體進(jìn)行凝聚處理；其三，電解時(shí)在陽極、陰極表面上產(chǎn)生氧氣、氫氣，都以微小氣泡逸出，在上升過程中可以粘附水中雜質(zhì)微粒及油類浮至水面，產(chǎn)生氣浮作用。電解法處理含重金屬廢水效果穩(wěn)定，操作管理簡(jiǎn)單，設(shè)備占地面積小，但其需要消耗電能，運(yùn)行費(fèi)用高。微電解反應(yīng)是利用不同電極電勢(shì)的物質(zhì)一同浸在電解質(zhì)中產(chǎn)生電池反應(yīng)。陽極如果是金屬電極則被腐蝕消耗，溶解到溶液中去。陰極把重金屬離子還原成金屬單質(zhì)析出，同時(shí)把介質(zhì)中的H+還原成活潑H，因而其具有更強(qiáng)的還原能力，能與溶液中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)。微電解法用于廢水流中具有適用范圍廣、處理效果好、使用壽命長(zhǎng)、成本低廉及操作維護(hù)方便等特點(diǎn)。微電解法用于廢水處理比較成熟的技術(shù)是鐵床技術(shù)。鑄鐵是鐵和碳的合金，其組分主要是純鐵和Fe3C及一些雜質(zhì)。Fe3C和其它雜質(zhì)以極小的顆粒形式分散在鑄鐵里，由于它們的電極電勢(shì)比鐵低，當(dāng)處在電解質(zhì)溶液中時(shí)就形成了無數(shù)個(gè)腐蝕微電池，產(chǎn)生原電池反應(yīng)。在中性或偏酸性環(huán)境中，鑄鐵電極本身及其所產(chǎn)生的新生態(tài)H、Fe2+等能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)。比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，還可以還原重金屬離子等。由于在微電池電場(chǎng)作用下，微電解對(duì)水溶液中雜質(zhì)的還原比單純的還原法快得多。在高鋁灰制造的聚合氯化鋁中，不僅含有較多的重金屬，還含有廢酸帶來的苯環(huán)、多苯環(huán)類有機(jī)物，溶液呈酸性，故適宜用微電解法，但若采用傳統(tǒng)的鐵床處理，存在兩大缺陷第一是在反應(yīng)中會(huì)給聚鋁溶液帶進(jìn)鐵，影響產(chǎn)品的色澤與純度；第二是陰極鑄鐵中含有的碳非常微小，不利于讓析出的重金屬附在其表面上，從而影響其從溶液中的去除。
本發(fā)明正是為了克服上述缺陷，提供一種除雜效果好、產(chǎn)品純度高的鋁碳微電解凈化聚合氯化鋁的方法。
本發(fā)明的構(gòu)思是改鐵床為鋁床，以普通聚鋁為介質(zhì)，利用鋁屑和活性炭的電勢(shì)差，于酸性介質(zhì)中產(chǎn)生微電解反應(yīng)，把普通聚鋁中的重金屬析出，雜質(zhì)有機(jī)物發(fā)生氧化還原反應(yīng)被分解去除。具體地說，一種凈化普通聚合氯化鋁的方法，采用微電解原理，于酸性介質(zhì)中發(fā)生原電池反應(yīng)，其特征在于鋁床由鋁屑和分散在鋁屑中的活性炭微粒構(gòu)成，以普通聚合氯化鋁作為電解質(zhì)溶液。由于鋁屑幾乎不含碳，為了構(gòu)成有效、良好的原電池反應(yīng)，人為地以一定比例加入活性炭，鋁炭比通常在50∶1-10∶1之間。鋁炭比的大小根據(jù)通過鋁床的液體流速確定，流速大，鋁炭比取小一點(diǎn)的值，流速小，則取較大的鋁炭比效果好。由于人為加的活性炭屬宏觀范疇，加上由原電池的電場(chǎng)作用，聚鋁中的雜質(zhì)金屬離子很容易析出，沉積在活性炭表面，好象被鍍上一層金屬膜，活性炭表面被鍍上金屬膜后，產(chǎn)生超電勢(shì)，再加上原電池產(chǎn)生的電場(chǎng)，離子移向相應(yīng)電極的速度加快，反應(yīng)加速，更有利于金屬離子的析出。因而采用加活性炭方式人為創(chuàng)造微電解反應(yīng)來去除金屬離子雜質(zhì)是非常有效果的。其電極反應(yīng)為陽極陰極(M代表金屬單質(zhì))當(dāng)然，許多有機(jī)物在電場(chǎng)的作用下同時(shí)也被分解反應(yīng)，破壞其原有結(jié)構(gòu)，達(dá)到除色、降低毒性的作用。
普通聚合氯化鋁介質(zhì)借助由一定鋁炭比構(gòu)成的鋁床形成無數(shù)個(gè)原電池于酸性介質(zhì)中發(fā)生微電解反應(yīng)，不帶入其它雜質(zhì)的，快速高效地去除介質(zhì)中重金屬離子以及有機(jī)物，其中鉛脫除率高達(dá)90％以上，效果非常明顯，通過增加一道處理工序，在增加生產(chǎn)成本不高的情況下，實(shí)現(xiàn)了由普通原料生產(chǎn)出高質(zhì)量低雜質(zhì)的聚鋁。


圖1為實(shí)施例1中反應(yīng)前介質(zhì)的色譜分析圖。
圖2為實(shí)施例2中反應(yīng)后介質(zhì)的色譜分析圖。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1，由廢酸與高鋁灰反應(yīng)生成的聚合氯化鋁以1001/min的流速逆流通過鋁床，鋁床由鋁屑與活性炭構(gòu)成，其鋁炭比為10∶1，反應(yīng)前后的元素分析見表一，色譜分析見圖1。從表一和圖1中可以看出，重金屬元素特別是鉛的脫除率很高，有機(jī)物也得到分解，經(jīng)反應(yīng)，聚鋁中的重金屬含量符合用于飲用水領(lǐng)域的要求。
表一
實(shí)施例2，由廢酸與高鋁灰反應(yīng)生成的聚合氯化鋁以401/min的流速逆流通過鋁床，鋁床由鋁屑與活性炭構(gòu)成，其鋁炭比為30∶1，反應(yīng)前后的元素分析見表二。
表二
<p>實(shí)施例3，由廢酸與高鋁灰反應(yīng)生成的聚合氯化鋁以101/min的流速逆流通過鋁床，鋁床由鋁屑與活性炭構(gòu)成，其鋁炭比為50∶1，反應(yīng)前后的元素分析見表三。
權(quán)利要求
1.一種凈化普通聚合氯化鋁的方法，采用微電解原理，于酸性介質(zhì)中發(fā)生原電池反應(yīng)，其特征在于鋁床由鋁屑和分散在鋁屑中的活性炭微粒構(gòu)成，以普通聚合氯化鋁作為電解質(zhì)溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于鋁床中的鋁炭比在50∶1-10∶1之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由高鋁灰與廢酸反應(yīng)生產(chǎn)而得的聚合氯化鋁的凈化方法,采用微電解原理,于酸性介質(zhì)中發(fā)生原電池反應(yīng),鋁床由鋁屑和分散在鋁屑中的活性炭微粒構(gòu)成,以普通聚合氯化鋁作為電解質(zhì)溶液,用此方法,可以不帶入其它雜質(zhì),快速高效地去除介質(zhì)中的重金屬離子以及有機(jī)物,其中鉛脫除率高達(dá)90%以上,效果非常明顯,通過增加一道處理工序,在增加生產(chǎn)成本不高的情況下,實(shí)現(xiàn)了由普通原料生產(chǎn)出高質(zhì)量低雜質(zhì)的聚鋁。
文檔編號(hào)C01F7/62GK1277940SQ0011234
公開日2000年12月27日 申請(qǐng)日期2000年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月15日
發(fā)明者李榮寨 申請(qǐng)人:凱米沃特(宜興)凈化劑有限公司