專利名稱：一種生產(chǎn)弗雷德鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)弗雷德鹽的方法，屬于弗雷德鹽生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
弗雷德鹽(Friedel hits)是組成為3Ca0. Al2O3. CaCl2. IOH2O的層狀雙羥合氯化物。最早由弗雷德在1897年研究石灰與氯化鋁的反應(yīng)活性時(shí)所發(fā)現(xiàn)。之后，水泥化學(xué)研究表明，水泥凝膠中的單硫鋁酸鹽(AFm)相中也存在這種二氯鋁酸四鈣化合物，它們呈類六角形片狀結(jié)晶形態(tài)。實(shí)驗(yàn)表明，弗雷德鹽在PH 4 12范圍內(nèi)穩(wěn)定，它屬于一種環(huán)境友好性的離子交換型層狀結(jié)構(gòu)體，是一種價(jià)格低廉的吸附劑。由于其專屬吸附作用，弗雷德鹽可脫除與固定多種重金屬離子；生成礦石晶體形態(tài)的重金屬穩(wěn)定化產(chǎn)物。國(guó)內(nèi)外近年來開始將其用于排除溶液中難以去除的％042-、 CrO42-和AsO43-等陰離子，使它們?cè)谧匀唤缰幸苑€(wěn)定的化合物形式存在。從而喪失生物毒性和遷移性，并有效切斷污染源的暴露途徑。目前，根據(jù)現(xiàn)有的文獻(xiàn)報(bào)道弗雷德鹽的合成方法主要是水熱法，其原料為Ca(0H)2、Al (OH)3和CaCl2. 6H20 (原料的摩爾比為3 2 :1)。現(xiàn)有的這種水熱法生產(chǎn)弗雷德鹽的方法所存在的主要缺點(diǎn)是生產(chǎn)工藝復(fù)雜、合成成本高，并且所得產(chǎn)物的比表面積小，不利于重金屬離子的吸附。因此，現(xiàn)有的生產(chǎn)弗雷德鹽的方法還是不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制作工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本較低、具有微/納結(jié)構(gòu)、比表面積較大的生產(chǎn)弗雷德鹽的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的一種生產(chǎn)弗雷德鹽的方法為，按質(zhì)量份取含有 1000質(zhì)量份Al2O3的含鈣聚合氯化鋁溶液置于反應(yīng)器中，并按照鋁與鈣的摩爾比為2 1 1 3的量(S卩Al2O3 Ca0=2 1 1 3)取含CaO質(zhì)量濃度為0. 4% 10%的石灰稀乳液，將該石灰稀乳液加入進(jìn)反應(yīng)器中與含鈣聚合氯化鋁溶液攪拌混合，在加入石灰稀乳液的同時(shí)在常溫常壓下進(jìn)行強(qiáng)攪拌，在強(qiáng)攪拌條件下，完全加入石灰稀乳液后，繼續(xù)攪拌1 3小時(shí)即可制得弗雷德鹽乳液。在將石灰稀乳液加進(jìn)反應(yīng)器中與含鈣聚合氯化鋁溶液攪拌混合時(shí)，通過強(qiáng)攪拌的方式或加水的方式使混合乳液的PH > 7。上述含鈣聚合氯化鋁溶液中含Al2O3的質(zhì)量濃度為8% 10%。在上述所取的含鈣聚合氯化鋁溶液和石灰稀乳液中，其鋁與鈣的摩爾比為2 1 1 3;鈣與氯的摩爾比為3 1 1 2。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的生產(chǎn)工藝是在常溫常壓下進(jìn)行，工藝簡(jiǎn)單，一步工藝步驟即可完成生產(chǎn)，無需昂貴的水熱法設(shè)備，并且通過本發(fā)明生產(chǎn)得到的弗雷德鹽乳液，其物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，整個(gè)工藝過程無“三廢”排放，屬于清潔生產(chǎn)工藝。本發(fā)明生產(chǎn)所得弗雷德鹽乳液適用于重金屬離子的吸附；可用于拜爾法生產(chǎn)流程中用于脫除鋁酸鈉溶液中的硅，以制備高質(zhì)量的金屬鋁。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的水熱法生產(chǎn)弗雷德鹽生產(chǎn)工藝復(fù)雜、操作難度大、造價(jià)高的不足，本發(fā)明簡(jiǎn)化了合成工藝，以價(jià)廉的含鈣聚合鋁與價(jià)廉的石灰為原料，為大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)比表面積大的弗雷德鹽乳液提供了方便，并大大降低了生產(chǎn)成本。所以，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅具有制作工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有所生產(chǎn)的產(chǎn)品的比表面積較大、使用效果較好等優(yōu)點(diǎn)，開拓了弗雷德鹽的生產(chǎn)新途徑。


圖1是本發(fā)明所生產(chǎn)的弗雷德鹽微/納結(jié)晶掃描電鏡圖像； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的弗雷德鹽微/納結(jié)晶掃描電鏡圖像。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1 準(zhǔn)確稱取含Al2O3質(zhì)量為1260克的、含Al2O3濃度為10%的含鈣聚合氯化鋁溶液置于現(xiàn)有的反應(yīng)器中，在強(qiáng)攪拌條件下，向反應(yīng)器中加入含CaO質(zhì)量為9350克、 含CaO濃度為0. 4%的石灰稀乳液與含鈣聚合氯化鋁溶液攪拌混合，以作為堿化劑和鈣的來源，并能使所用原料中的鋁與鈣的摩爾比在2 1 1 3的范圍內(nèi)、鈣與氯的摩爾比在 3 1 1 2的范圍內(nèi)；其石灰稀乳液的加入速度和攪拌強(qiáng)度以不產(chǎn)生凝膠團(tuán)塊為宜，隨著石灰稀乳液的加入，在PH 5 6時(shí)會(huì)產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象，強(qiáng)化攪拌剪切力繼續(xù)加入剩余的石灰稀乳液至PH > 7后凝膠溶解；在完全加入石灰乳液后，繼續(xù)攪拌1 2小時(shí)即可制得弗雷德鹽乳液。實(shí)施例2 準(zhǔn)確稱取含Al2O3質(zhì)量為1000克、含Al2O3的濃度為8%的含鈣聚合氯化鋁溶液置于反應(yīng)器中，在強(qiáng)攪拌條件下，向反應(yīng)器中加入含CaO質(zhì)量為4000克、含CaO的濃度為0. 6%的石灰稀乳液，作為堿化劑和鈣的來源；其石灰稀乳液的加入速度和攪拌強(qiáng)度以不產(chǎn)生凝膠團(tuán)塊為宜；隨著石灰稀乳液的加入，在PH 5 6時(shí)會(huì)產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象，強(qiáng)化攪拌剪切力繼續(xù)加入剩余的石灰稀乳液至PH > 7后凝膠溶解；在完全加入石灰乳液后，繼續(xù)攪拌 1 2小時(shí)，即制得弗雷德鹽乳液產(chǎn)品。本發(fā)明生產(chǎn)的弗雷德鹽在結(jié)晶形態(tài)上與現(xiàn)有技術(shù)中的水熱法合成樣差異較大。本發(fā)明所生產(chǎn)的弗雷德鹽結(jié)晶細(xì)小(如圖1所示)、是六角形片晶聚集體，它們是具有微/納結(jié)構(gòu)的層狀雙羥合結(jié)構(gòu)體，也就是說晶胞中存在著缺陷、晶粒之間還有晶粒間界。這種晶體缺陷使得本發(fā)明生產(chǎn)的弗雷德鹽具有大的比表面積和高的化學(xué)反應(yīng)活性。單位面積上活性位點(diǎn)多，吸附容量也大；而現(xiàn)有的水熱法生產(chǎn)的弗雷德鹽結(jié)晶完好，呈六角形片狀(如圖2所示)、結(jié)晶度高、比表面小、單位面積上活性位點(diǎn)也少，吸附活性差。因此，本發(fā)明合成的弗雷德鹽對(duì)重金屬離子的去除主要是吸附再加上結(jié)構(gòu)取代作用；而水熱法合成的弗雷德鹽主要是結(jié)構(gòu)取代作用，從而其使用效果不如本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)弗雷德鹽的方法，其特征是按質(zhì)量份取含有1000質(zhì)量份Al2O3的含鈣聚合氯化鋁溶液置于反應(yīng)器中，并按照鋁與鈣的摩爾比為2 1 1 3的量(即Al2O3 Ca0=2 1 1 3)取含CaO質(zhì)量濃度為0.4% 10%的石灰稀乳液，將該石灰稀乳液加進(jìn)反應(yīng)器中與含鈣聚合氯化鋁溶液攪拌混合，在加入石灰稀乳液的同時(shí)在常溫常壓下進(jìn)行強(qiáng)攪拌，在強(qiáng)攪拌條件下，完全加入石灰稀乳液后，繼續(xù)攪拌1 3小時(shí)即可制得弗雷德鹽乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)弗雷德鹽的方法，其特征是在將石灰稀乳液加進(jìn)反應(yīng)器中與含鈣聚合氯化鋁溶液攪拌混合時(shí)，通過強(qiáng)攪拌的方式或加水的方式使混合乳液的PH > 7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)弗雷德鹽的方法，其特征是含鈣聚合氯化鋁溶液中含 Al2O3的質(zhì)量濃度為8% 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)弗雷德鹽的方法，其特征是在所取的含鈣聚合氯化鋁溶液和石灰稀乳液中，其鋁與鈣的摩爾比為2 1 1 3;鈣與氯的摩爾比為3 1 1 2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)弗雷德鹽的方法，按質(zhì)量份取含有1000質(zhì)量份Al2O3的含鈣聚合氯化鋁溶液置于反應(yīng)器中，并按照鋁與鈣的摩爾比為2︰1～1︰3的量(即Al2O3︰CaO=2︰1～1︰3)取含CaO質(zhì)量濃度為0.4%～10%的石灰稀乳液，將該石灰稀乳液加入進(jìn)反應(yīng)器中與含鈣聚合氯化鋁溶液攪拌混合，在加入石灰稀乳液的同時(shí)在常溫常壓下進(jìn)行強(qiáng)攪拌，在強(qiáng)攪拌條件下，完全加入石灰稀乳液后，繼續(xù)攪拌1～3小時(shí)即可制得弗雷德鹽乳液。本發(fā)明不僅具有制作工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有所生產(chǎn)的產(chǎn)品的比表面積較大、使用效果較好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明開辟了弗雷德鹽新的合成方法。
文檔編號(hào)B01J20/30GK102294218SQ201110048719
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者周麗蕓, 章興華 申請(qǐng)人:章興華