專利名稱:氯化聯(lián)鋁除氟劑的生產(chǎn)方法
本發(fā)明屬于一種化工生產(chǎn)方法。目前國內(nèi)外已試用的化學(xué)除氟劑有硫酸鋁、氯化鋁、氧化鋁和硫酸鋁結(jié)合，鹼式氯化鋁、活性氧化鋁等。在上述試劑中硫酸鋁、氯化鋁、氧化鋁和硫酸鋁結(jié)合對水質(zhì)pH值影響較大，除氟效果不好。鹼式氯化鋁除氟時(shí)用量大、耗價(jià)貴。活性氧化鋁生產(chǎn)工藝復(fù)雜，造價(jià)高、除氟時(shí)需要特殊的設(shè)備及試劑的再生處理(《地方性氟中毒專輯》P127(1)，1979)。因此上述除氟劑在氟病區(qū)未得到推廣利用。
為了解除飲用水源中的高氟給人體帶來的危害，生產(chǎn)除氟效果好、成本低、群眾使用方便的新型除氟劑。特此研究本發(fā)明。
本發(fā)明是利用工業(yè)廢料鋁灰、鋁屑及含鋁高的礦物，采用較簡單的生產(chǎn)工藝研制出氯化聯(lián)鋁除氟劑。
1.利用鋁灰、鋁屑一步法生產(chǎn)氯化聯(lián)鋁按鋁灰∶工業(yè)鹽酸1∶2-4，或鋁屑∶工業(yè)鹽酸1∶3-8的重量比例，將鋁灰或鋁屑從投料口〔3〕放入反應(yīng)罐〔2〕中，關(guān)閉好投料口〔3〕。由盛酸容器〔1〕向反應(yīng)罐〔2〕緩慢注入濃度為30%-36%工業(yè)鹽酸，控制反應(yīng)溫度70-150℃，在0.5-2.0大氣壓下充分?jǐn)嚢?，反?yīng)進(jìn)行2-6小時(shí)，將溶液從反應(yīng)罐〔2〕中放出。經(jīng)過過濾器〔5〕過濾，然后放入凈化池〔6〕中自然凈化。反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的廢氣經(jīng)回收裝置〔4〕回收，生成的稀酸可以用來沖洗反應(yīng)罐〔2〕中的殘?jiān)?，在通過過濾器〔5〕過濾后并入凈化池〔6〕中。
在反應(yīng)罐〔2〕反應(yīng)過程中鋁與鹽酸首先形成AlCl3共價(jià)型化合物，但AlCl3具有雙分子締合結(jié)構(gòu)，即在每一個(gè)AlCl3分子中鋁原子上有空軌道，氯原子上有孤電子對，可以在兩個(gè)單分子間發(fā)生電子對配位關(guān)系。在上述反應(yīng)時(shí)的溫度，壓力下，保持反應(yīng)酸度在2-3.8PH范圍內(nèi)。溶液中Al2O3的含量為10-30%時(shí)，AlCl3升華形成橋狀結(jié)構(gòu)的雙聚分子氯化聯(lián)鋁其反應(yīng)式為
氯化聯(lián)鋁雙聚分子的結(jié)構(gòu)式
2.利用含鋁高的礦物生產(chǎn)氯化聯(lián)鋁用鍔式粉碎機(jī)將含鋁礦物(例如地開石)碎至80目以上，加入石灰石(碎至80目以上)和碳酸鈉作熔劑，原料∶石灰石∶碳酸鈉為1∶1∶1配料?；靹蚝蠓湃?000-1300℃高溫爐中熔融1.5-3小時(shí)，取出后用水浸取、過濾。向?yàn)V液中通入CO2氣體，使鋁產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀。然后按1中的方法生產(chǎn)氯化聯(lián)鋁。
生產(chǎn)氯化聯(lián)鋁的鋁灰、鋁屑、含鋁高的礦物、工業(yè)鹽酸等原料充足。合成時(shí)溶液的酸度，含鋁的濃度，反應(yīng)的溫度、壓力等條件容易控制。生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品成本低，對氟的交換容量大，除氟時(shí)不受水型限制實(shí)用范圍寬。同時(shí)本產(chǎn)品還可以作為污水凈化劑。
本產(chǎn)品研制中，曾用于氟病區(qū)飲水除氟試驗(yàn)，通過對不同類型的氟病患者飲用本產(chǎn)品除氟水半年時(shí)間的觀察有70%以上的氟病患者由于氟中毒而引起的頭痛、頭暈、麻木蟻?zhàn)吒械劝Y狀幾乎完全消失。可使33.3%氟病患者達(dá)到臨床治的效果。從人體生化監(jiān)測結(jié)果表明，采用氯化聯(lián)鋁除氟不但能保持水質(zhì)優(yōu)良，而且對人體無潛在性危害，除氟效果穩(wěn)定可靠。
與國內(nèi)生產(chǎn)的鹼式氯化鋁或活性氧化鋁相比，除氟凈水的價(jià)格僅為其1/3-1/5，有利于推利用。
附圖為氯化聯(lián)鋁的生產(chǎn)工藝流程圖生產(chǎn)氯化聯(lián)鋁的最佳條件反應(yīng)溫度90-120℃，壓力0.9-1.5大氣壓，反應(yīng)時(shí)間3-4小時(shí)，溶液PH值2.5-3.2范圍，溶液中Al2O3含量為15-22%。
鋁灰、鋁屑作原料的配方鋁灰∶工業(yè)鹽酸為1∶2.5-3.5鋁屑∶工業(yè)鹽酸為1∶5-7含鋁高的礦物(如地開石)作原料的配方將礦物(如地開石)粉碎粒度至80目以上，石灰石粉碎粒度至80目以上。地開石∶石灰石∶碳酸鈉為1∶1∶1。制取氫氧化鋁后，按氫氧化鋁∶工業(yè)鹽酸為1∶3-5配制。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)氯化聯(lián)鋁的生產(chǎn)方法，其特征在于反應(yīng)溫度為70-150℃，壓力為0.5-2.0大氣壓，時(shí)間為1-6小時(shí)。
2.按權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于按重量比配方，鋁灰∶工業(yè)鹽酸(濃度30%-36%)為1∶2-4。鋁屑∶工業(yè)鹽酸(濃度30%-36%)為1∶3-8。
3.按權(quán)利要求
1、2所述的方法，其特征在于最佳條件為充分?jǐn)嚢?，反?yīng)溫度90-120℃，壓力0.9-1.5大氣壓。時(shí)間3-4小的，按重量配方，鋁灰∶工業(yè)鹽酸(濃度30%-36%)為1∶2.5-3.5。鋁屑∶工業(yè)鹽酸為1∶5-7。
4.按權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于首先選用含鋁礦物、石灰石及碳酸鈉、然后再與工業(yè)鹽酸反應(yīng)。
5.按權(quán)利要求
4所述的方法，其中含鋁礦石為地開石，按重量比例配方，地開石∶石灰石∶碳酸鈉為1∶1∶1。
6.按權(quán)利要求
5所述的方法，其中地開石粉、石灰石粉與碳酸鈉混勻在溫度為1000-1300℃，時(shí)間為1.5-3小時(shí)條件下溶融后，用水浸取、過濾，通入CO2氣體，產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀。
7.按權(quán)利要求
6所述的方法，其中地開石、石灰石粉碎至80目以上。
8.按權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于最佳條件為，反應(yīng)溫度90-120℃，壓力0.9-1.5大氣壓，時(shí)間3-4小時(shí)，按重量配比氫氧化鋁∶工業(yè)鹽酸(濃度30%-36%)為1∶4-6。
專利摘要
本發(fā)明屬一種化工生產(chǎn)方法。本發(fā)明利用工業(yè)廢鋁灰或鋁屑、含鋁高的礦物采用簡單的工藝流程生產(chǎn)氯化聯(lián)鋁除氟劑。其原料充分、工藝操作容易，產(chǎn)品成本低，對氟的交換容量大。除氟效果穩(wěn)定可靠，且對人體無潛在性危害。除氟時(shí)不受水型限制實(shí)用范圍寬。同時(shí)還可以作為污水凈化劑。
文檔編號C01F7/00GK86105678SQ86105678
公開日1988年2月10日 申請日期1986年7月29日
發(fā)明者田斌, 李增文 申請人:長春地質(zhì)學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan