本發(fā)明涉及聚合氯化鋁鐵的制備方法，尤其涉及一種主要利用鋁渣、含鋁廢鹽酸和含鐵廢鹽酸來生產聚合氯化鋁鐵的方法。
背景技術：
聚合氯化鋁鐵(PAFC)是由鋁鹽和鐵鹽混凝水解而成一種無機高分子混凝劑，它集鋁鹽和鐵鹽各自優(yōu)點，對高濁度水和低溫低濁水的凈化處理效果特別明顯，廣泛用于自來水和污水處理。目前主要的合成方法是在已生產出來的成品聚合氯化鋁中加入三氯化鐵，得到混合溶液。比如中國專利CN201410420112.2《復合型聚合氯化鋁鐵水處理劑》公開的方法是：用聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚二甲基二烯丙基氯化銨按照一定比例直接復配。該方法用成品來復配藥劑，成本偏高。
今年來隨著國家對環(huán)保的重視，利用廢棄資生產凈水劑的方法逐漸增加，在中國專利CN201410456974.0《聚合氯化鋁鐵的制備方法》中就是利用含鐵廢鹽酸來生產聚合氯化鋁鐵：將含鐵廢鹽酸和稀鹽酸按一定比例配好后，加入鋁灰進行聚合反應得到初液，然后在沉淀池內加入回調液和沉淀劑以及PAM，上清液為成品。該方法設計的步驟較多，設備也較多，產品鹽基度得不到保證。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有的廢棄資生產凈水劑的方法步驟多，設備要求多，成本偏高，產品鹽基度得不到保證的缺陷，提供一種聚合氯化鋁鐵的合成方法。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下的技術方案：
一種聚合氯化鋁鐵的合成方法，包括以下步驟：
1)、在密閉攪拌釜里加入含鐵廢鹽酸，通過投加鹽酸和水，使溶液中的Fe2+的含量為7.8～8.2wt％，HCl含量為9.0～9.2wt％，得到復配含鐵廢鹽酸，然后將復配含鐵廢鹽酸打入循環(huán)氧化反應釜，打開循環(huán)泵開始循環(huán)；
2)、將亞硝酸鈉配置成質量分數為25wt％的亞硝酸鈉溶液；
3)、向循環(huán)氧化反應釜內緩慢加入亞硝酸鈉溶液，同時通入氧氣，使反應釜內壓力為0.15～0.30MPa，亞硝酸鈉總投加時間為0.5～1.0h，亞硝酸鈉總投加量與復配含鐵廢鹽酸的質量比為0.012～0.013：1。
4)、當反應溫度到達50±5℃，且物料溫度和循環(huán)氧化反應釜內壓力10分鐘內無明顯變化時，反應結束，得到三氯化鐵液體；
5)、將三氯化鐵液體打入反應池內，同時按照三氯化鐵液體：鋁渣：含鋁廢鹽酸：鹽酸的質量比為6.9～7.0：1：3～3.2：4.1～4.3加入鋁渣、含鋁廢鹽酸、鹽酸，通入蒸汽進行加熱反應，使反應溫度為110～115℃，攪拌反應2h；
6)、向反應池內投入鋁酸鈣粉，鋁酸鈣粉的量占步驟5)反應后液體的質量的14.5～15.5wt％，攪拌反應30～40min，加入水，水的加入量占步驟5)反應后液體的質量的9.0～11.0wt％，冷卻，溫度低于90℃時，打入板框壓濾機壓濾，或者打入沉淀池沉淀，濾液或上清液即為成品聚合氯化鋁鐵。
進一步的，所述含鋁廢鹽酸中Fe2+含量6.0～8.0wt％，鹽酸含量13.0～24.0wt％；所述含鐵廢鹽酸中Fe2+含量10.0～11.0wt％，鹽酸含量1.5～6.0％。
進一步的，所述鋁渣中Al2O3含量為8.0～10.0wt％，含水率為45.0～50.0wt％；
進一步的，鹽酸中有效成分30.0～32.5wt％，亞硝酸鈉和氧氣的有效成分≥99wt％。
進一步的，所述鋁酸鈣粉中Al2O3含量為≥48.0wt％，28.0wt％≤CaO≤33.0wt％。
進一步的，所述的循環(huán)氧化反應釜包括反應釜主體、循環(huán)噴射器和循環(huán)泵；所述的反應池為具有密閉性、帶機械攪拌和尾氣吸收裝置的一整套設備。
本發(fā)明將含鋁廢鹽酸、鋁渣和含鐵廢鹽酸綜合利用，轉換為具有高附加值的凈水劑，實現(xiàn)危險廢物的合理化處理和資源綜合利用與現(xiàn)有技術相比，具有以下的有益效果：
一、本發(fā)明利用含鐵廢鹽酸、含鋁廢鹽酸、鋁渣制備聚合氯化鋁鐵，降低了廢酸和廢渣對環(huán)境的污染，變廢為寶，所得產品具有經濟價值，綜合利用了資源。
二、本發(fā)明先利用含鐵廢鹽酸合成三氯化鐵液體，然后將三氯化鐵液體打入聚氯化鋁合成反應池中，提升了反應的初始速度，使整個系統(tǒng)溫度上升，節(jié)省了額外升溫的能耗；反應過程無需額外加入其他催化劑和穩(wěn)定劑，不引入其他雜質離子，保證了產品的質量。
三、整個反應只需4～6小時，反應過程可控，產品含量也鹽基度均可按要求隨時調整，密閉反應，無有害氣體出來，設備和工藝簡便、可行，設備投入低，操作簡單，適合工業(yè)化大規(guī)模生產。所得的聚合氯化鋁鐵與傳統(tǒng)聚合氯化鋁鐵相比，穩(wěn)定性好，絮凝效果更好，生產成本更低，生產周期明顯縮短，節(jié)約能耗，進一步降低了生產成本。
具體實施方式
以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實施例
一種聚合氯化鋁鐵的合成方法，包括以下步驟：
1)、在密閉攪拌釜里加入含鐵廢鹽酸2530t，鹽酸181kg，水10kg，得到復配含鐵廢鹽酸，然后將復配含鐵廢鹽酸打入循環(huán)氧化反應釜，打開循環(huán)泵開始循環(huán)；
2)、將亞硝酸鈉配置成質量分數為25wt％的亞硝酸鈉溶液；
3)、向循環(huán)氧化反應釜內緩慢加入亞硝酸鈉溶液，同時通入氧氣，亞硝酸鈉總投加時間為1.0h，亞硝酸鈉總投加量為45kg；氧氣總通入量33kg；
4)、當反應溫度到達50±5℃，且物料溫度和循環(huán)氧化反應釜內壓力10分鐘內無明顯變化時，反應結束，得到三氯化鐵液體；
5)、將三氯化鐵液體打入反應池內，投加鋁渣400kg、含鋁廢鹽酸1240kg、鹽酸680kg，通入蒸汽進行加熱反應，使反應溫度為110～115℃，攪拌反應2h；
6)、向反應池內投入鋁酸鈣粉920kg和水610kg，攪拌反應30～40min，冷卻，溫度低于90℃時，打入板框壓濾機壓濾取濾液即為成品聚合氯化鋁鐵。
取本實施例的聚合氯化鋁鐵產品與標準聚氯化鋁各0.6mL，投入1L某江河水，進行混凝攪拌試驗，結果如下：進行混凝攪拌試驗，結果如下表所示：
由上表可以看出，本實施例的聚合氯化鋁鐵產品在濁度和殘留鋁的去除率上均較普通的聚氯化鋁有明顯的優(yōu)勢。
最后應說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。