用高岭土制备聚合氯化铝和超细白炭黑的研究

用高岭土制备聚合氯化铝和超细白炭黑的研究卢兆忠　刘建林　林家胜(福建师范大学化学与材料学院　福州　350007)摘　要　本文通过试验确定了用高岭土制取聚合氯化铝较优的工艺条件,并较系统地研究了制备白炭黑的新方法———水解絮凝法,为我国高岭土的综合利用提供了新的途径。关键词　高岭土　聚合氯化铝　白炭黑　水解絮凝法　制备　　聚合氯化铝是一种无机高分子化合物,介于氯化铝和氧化铝之间的物质具有较强的桥吸附力,是一种新型、高效絮凝剂和净水剂。它在处理高浊度水时效果显著,除浊率最高可达9916%,对细菌的总沉降率在92%以上,对造纸废水色度可将其降低85%,对化学耗氧量(COD)降低50%以上,对放射性污染可降低97%以上,除氟率高达85%以上。因此,聚合氯化铝广泛应用于造纸、精细铸造、石油、建筑、高级鞣皮、肥皂、制药、制糖、化妆品工业[1]。白炭黑又称沉淀二氧化硅,轻质二氧化硅。是一种高度分散状的无定型或絮状白色粉末,其原始颗粒粒径小于010003mm,密度21319～21653l/m3,熔点1750℃[2]。它的主要成份是二氧化硅,是无机硅系列白色透明高补强填料,具有各种优良性能。广泛应用于橡胶、造纸、染料、涂料、油墨、油漆等领域[3]。我国是世界上高岭土储藏量最大的国家,为发挥其分布广、质优丰富的优势,就如何进行深度加工,我们研究采用盐酸和水解絮凝法制备聚合氯化铝和白炭黑,突破了过去采用铝屑或铝灰为原料,因原材料短缺、较贵而限制聚合氯化铝产品的发展,同时革除了过去耗电大、工艺复杂、产效低、效益差的由硅酸钠与酸作用生产白炭黑的工艺流程,开辟了综合利用高岭土的新途径。1　实验原理111　聚合氯化铝的制备原理[4,5]制备聚合氯化铝是用盐酸浸取高岭土中的Al2O3,使之变成氯化铝。但高岭土生料的化学活性低,要经过煅烧使Al2O3转化为高活性的γ-Al2O3,与盐酸反应很快。煅烧反应式:Al2O3·2SiO2·2H2O煅烧Al2O3·2SiO2+2H2O偏高岭土(Al2O3·2SiO2)与盐酸反应,生成氯化铝和二氧化硅,反应式:Al2O3·2SiO2+6HCl+9H2O2AlCl3·6H2O+2SiO2焙烧土中还含有杂质氧化物Fe2O3、FeO、TiO2等,与盐酸的反应:Fe2O3+6HCl+9H2O2(Fe·6H2O)Cl3FeO+2HCl+5H2O(Fe·6H2O)Cl2T