硬质高岭土生产聚合氯化铝和白炭黑_宋恩玉

第22卷第3期非金属矿Vol.22No.31999年5月Non-MetallicMinesMay,1999硬质高岭土生产聚合氯化铝和白炭黑宋恩玉(辽宁地质矿产研究院,沈阳110032)摘要叙述了聚合氯化铝和白炭黑的性质、用途、质量标准,以及利用硬质高岭土生产聚合氯化铝和白炭黑的生产工艺流程,产品聚合氯化铝可达到企业一级品的质量标准。关键词硬质高岭土盐酸活化硫酸活化聚合氯化铝白炭黑目前,我国生产聚合氯化铝和白炭黑的天然矿石,主要是高岭土、硬质高岭土,其次是铝土矿、高铝粘土等;明矾石、霞石、长石等的综合利用,也可生产聚合氯化铝。生产聚合氯化铝的滤渣,目前的处理方法有四:①废弃;②用作水泥掺合料;③制取4A沸石;④制备白炭黑。我国煤系地层中赋存着大量的硬质高岭土,其矿物组成与高岭土相似,而高岭石含量一般大于95%,是当前我国煤矿综合利用的主要矿种之一。用硬质高岭土生产聚合氯化铝和白炭黑已有报导,但生产过程等的描述简单,关于碱化度的调整则几乎未见报导。作者在工作的基础上,参考已有资料而成此文,供商榷。辽宁省南票化工厂利用硬质高岭土(煤矸石)生产出聚合氯化铝,其质量:Al2O331.5%,碱化度72%,pH值4.5,水不溶物0.4%。该产品质量已达到企业一级品质量标准。1聚合氯化铝性质、用途、质量标准1.1性质聚合氯化铝有固体和液体两种产品。纯液体聚合氯化铝的色泽,随碱化度大小而异。当碱化度为40%～60%时,呈淡黄色透明液;碱化度在60%以上时,有变为无色透明液的趋势。工业品由于原料、制作工艺以及杂质含量的不同,产品色泽相差较大,自黑灰色至淡黄色都有,其中淡黄色者为优。固体聚合氯化铝,当碱化度在30%以下时,外观呈晶体颗粒状;碱化度在30%～60%时,为胶体状;碱化度在60%以上时,渐变为树脂状。聚合氯化铝味酸涩,碱化度较高时,液体聚合氯化铝粘度较大,在-18℃以下能析出固体沉淀;易潮解,当碱化度大于70%时,潮解性有所改善;常温下较稳定,加入水中可产生大量絮状氢氧化铝沉淀;与酸作用发生解聚反应,与碱作用可提高碱化度和聚合度。给固体聚合氯化铝加热,在110℃以上时分解,放出氯化氢,生成更高碱化度的聚合氯化铝,温度过高或加热时间过长,最终生成氧化铝。聚合氯化铝实际无毒。1.2用途聚合氯化铝是一种高效净水剂,除浊率最高达99.6%,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。此外,它还可作精密铸造的硬化剂,肥皂工业甘油回收剂,造纸工业施胶剂,油田破乳剂,建筑工业速凝剂等,并在医药、化妆品工业方面也有一定用途。聚合氯化铝混凝效果,一般为硫酸铝的1.25～2倍(按氧化铝计),在处理高浊水时为2～5倍。其等效投放量与其他净水剂的等效投放量比为1∶10,成本费比为4∶15(即用聚合氯化铝净化污水:处理每t污水需要0.2元;用硫酸铝净化污水:处理每t污水需要0.8元)。随着我国工业的不断发展,净水剂用量必将越来越大。因此,聚合氯化铝生产的发展前景很好。1.3企业质量标准见表1。表1聚合氯化铝企业质量标准＊指标名称指标一级品二级品Al2O3/%≥3028碱化度/%60～75pH值4.0～5.0水不溶物/%≤1.5Fe2O3/%≤3.0＊大石桥市环保净水剂厂产品标准。2白炭黑性质、用途、质量标准2.1性质白炭黑从广义上讲,按其组成分为四类:①无水二氧化硅(SiO2);②水合二氧化硅(SiO2·nH2O);③含水硅酸钙(mSiO2·CaO·nH2O);④含水—28—硅酸铝(mSiO2·Al2O3·nH2O)。白炭黑为白色,高度分散状的无定形粉末或絮状粉末,质轻,原始颗粒粒径小于0.0003mm。密度2.319～2.653t/m3。熔点1750℃。主要成份是SiO2,在空气中极易吸收水份变化为聚集的细粒。它不溶于水和酸、溶于氢氧化钠和氢氟酸,对其它化学药品稳定,受高温不分解、不燃烧,具有很高的电绝缘性、多孔性、吸水性。内表面积大,具有很好的补强和增粘作用,良好的分散性,悬浮和振动液化特性。2.2用途白炭黑是生产浅色橡胶和塑料制品良好的补强剂、填充剂、润滑剂;它是涂料的防沉剂,油墨的滴落防止剂,印刷油墨和粘结剂的补强性填充剂,合成树脂、纤维增强塑料、纸张、纤维、研磨剂、石蜡的填充剂,白色颜料和农药、树脂薄膜类的防粘着剂,粉末灭火器的分散基质材料以及用于制造润滑剂等。2.3质量标准国家标准(GB10507-89),见表2。表2白炭黑质量国家标准(GB10507-89)指标名称GB10507-89SiO2/%≥90加热减量/%4.0～8.0灼烧减量/%≤7.0pH5.0～8.0DBP值/cm3/g2.00～3.50比表面积/m2/gA>190B161～19