从煤矸石制取结晶氯化铝_聚合氯化铝_水玻璃及白炭黑.pdf

从煤歼石制取结晶氧化铝、聚合氯化铝、水玻璃及白炭黑辽宁省煤炭研究所抚顺有机 化工 厂 南票矿务局一九五八年 二月十三日,伟大 领袖毛 主席亲临抚顺煤矿视察,给全矿职工以极 大的鼓舞?毛 主席最关心工 人,工人和毛 主 席 最亲?当毛 主席逝世的噩耗传来,整个矿区沉浸在极大 的悲痛之中?面对《毛 主席视察煤都 抚顺》的巨幅油 画,沉痛悼念最敬爱的伟 大领袖毛主席?毛主席啊,毛主席?是您老人家 拯救我们 出苦 海,您是我们矿工的大救星?把所有的煤都化 作墨,也写不完 您的恩情,用千万辆矿车 也载不尽您给我们的 幸福?当年我们怀着对伟大 领袖毛 主席的深厚无产阶级感情,光荣地接受了省、市革委会交给我们的抚顺废研石进行定性、定量鉴定 及提 出利用途径的 研究任务?我们坚持独立 自主、自力更生的方针,高举鞍钢宪法,坚持“两服务,一 结合”,参加试验 的广大工人、干 部、技术 人员坚 持以阶级 斗争为纲,坚持党 的基本路 线,于一 九七四年四月完成 了中间试验,拿 出了合格 的结晶氯化铝、聚合氯化 铝、水玻璃、白炭黑等四种产品?目前,南票矿务局已建成生产结晶氯化铝的厂 房,并已部分投产?抚顺 有机化工厂扩建了结晶 氯化 铝车间,不久 即将投 产?从此,采煤过程中被弃的砰石得到了利用,化工生产中的副产品 盐酸 也找到 了出路,做到了变“废”为宝,化 害为利?一、结晶氯 化铭结晶氯化铝 是一种净水剂,性能比硫酸铝好,用量为硫酸铝的三分之二?也可代替硫 酸铝作造 纸施胶 剂?在铸造中代替氯化铁,不 但改善劳动条件,而且解决了与 农争肥的问题??一? 反应原理煤秆石经焙烧 后,其中氧化铝与盐 酸进行 反应生成三氯化铝?经蒸发即得固体结晶氯 化铝?? ???,·?????产品,反应式 如下?? ?????????一?? ??,????,??二?原抖??煤砰石抚顺废砰石?泥质页岩?,化学 成份见表??表?抚顺废砰石成份竺塑哩?竺?含量????” ?·???????? ?????????????? ??注?表中数据 为?????。

弋焙烧后的结 果,烘减量 为? ?一? ???盐 酸抚顺有机化工 厂 农药车间 副产?浓度?? ? 外??三 ?工艺 流程工艺流程如图?所示素是焙烧温度,小试结果见表? ????焙烧时间的影响试验时,曾作过不同焙烧时间的对比,发现焙烧?小时,可获得较好氧化铝浸出率?结果见表??裹?培烧时间的影响焙烧时间?小时?????,浸 出率???????????????,??? ?????的不同原料的适应性问题从表?看出,原料虽 然不尽相同,都能达到较高的氧化铝浸出率?表?不同来源煤开石对比试验?四?试验方法及结果讨论??试验方法将原料煤研石,粉碎至要求粒度?? ?目,然后在?? ? ℃焙烧?小时,以备酸浸?盐酸浓度调整为 ? ? 多,将?? ??? ??一???,酉己比 的焙烧过的砰石粉送人酸浸釜,搅拌?然后加热,保持物料在? ?一?? ?℃,反应?小时?投人聚丙烯酞胺 ????? ?,真空抽滤,水洗渣?至???一??,渣以备生产水玻璃?母液在减压下进行浓缩?弓??一?钧 毫米汞柱?,离心分离,即得结晶氯化铝?滤液返回蒸发浓缩,洗渣水留待下次酸浸时配酸或直接送蒸发浓缩???讨论??? 原料粒度的影响一般说,原料粒度愈细了氧化铝浸出率愈高?小试验时,原料均过?? ?目筛分?中试时,由于条件限制,采用? ?一? ?目,氧化铝浸出率一般都在? ?多以上????焙烧温度的影响歼石粉焙烧的好坏,对氧化铝浸出率影响很大,其主要影响因表?煤砰石焙烧温度的影响煤砰石来源原料中 ?????含量 ???原料中 ??含量 ????????浸出率 ???抚顺西露天 矿西北郊抚顺西露天 矿西北郊抚顺西露天 矿选煤厂抚顺西露天 矿选 煤厂。

?? ? ?? ?自??丈‘????????工?焙烧温度℃?????浸出率?兰?兰?兰?兰?二”?·“??”‘·???”?·? ??” ?·”??“?·‘ ?注?原料粒度?? ?目,焙烧?小时另外,该方法亦适用于不同产地,不同成分的多种煤砰石进行结晶氯化铝的生产?? 劝酸浸及反应的温度控制氧化铝与盐酸作用,生成三氯化铝的反应是放热反应?进行中,温度急 剧上升,直至沸腾?试验中发现,温升速度最高可达每分钟?一? ?℃,因 此,温度控制不好,就会因料浆 激烈沸腾而造成喷料事故?所以,在反应过程中,控制好温升速度是必要 的????结晶氯化铝中铁含量的控制铁是结晶氯化铝中的主要杂质,需用离心分离?为了保证产品质量,就必须控制饱和溶液中铁在一定范围 内?在我们试验条件下,离心时饱和溶液中铁在? ?毫克?毫升以下,产品结晶氯化铝中铁少于?????在试验生产中,离出液是循环使用的,在循环过程中,铁含量逐渐增高,当铁含量高出一定范围时,就不再继续循环了?此部分高铁离出液可单独浓缩,其产品可用做净水剂?在运输方便情况下,此部分离出液可直接用于净水?生产中,产品质量直接受原料中铁含量的影响,故不宜应用高铁原料?为提高产品质量,提高对高铁原料的适应性,在今后生产中,增加除铁工序是必要 的,并为溶液 中稀有金属稼的回收创造了条件?热解过程 ???? ?,?????? ?与????〔???,??‘?。

二、聚 合氯化铝聚合氯化 铝是一 种新型 的无机高分子混凝 剂,它 同一般 的铝盐,如硫 酸铝、氯化 铝等相比,具有用量少,效能高,适应能力强 等一系列优点,是一种很有前途的混凝 剂,广 泛用于生活饮用水、污水处理,还可代替硅酸乙醋应用于陶瓷型精密铸造中?这些产品,多数是液 体?对包装、运输和管理方面都较困难?个别 有固体的 产品,也是由液体经过浓缩、干燥等 过程制成的?原料多数是铝灰和铝 矾土等?用煤秆石为原料生 产固体 聚合氯化 铝,还 属首次尝试?因此,试验研究简便的方法直接生产固体聚合氯化铝,以适应我国社会主 义建设的需要,是有重大的现实意 义的?我们以结晶氯化铝为原料,经过热解、聚合等工艺过程即得到 固体产品,工艺简单、操作方便、原料来 源充足,从而为固体聚合 氯化铝的大规模工业化 生产 开辟了新 的途径??一?生产 原理当结晶氯化铝 ?? ?? ?,·?????,经过一定温度加热 后,便 分解析出一定量 的氯化氢气体 和水份,而变成粉末状 的产物?为便于与 聚合物区别 起见,可称 为聚合氯化铝单体,简称熟料??这些熟料是由不同碱化度的熟料混合组成,能溶解于水,但溶解 的时间比较长?将熟料先用一定量的水搅拌,溶解并在较短时间 内固化,形成树 脂状的 产物,即固 体聚合氯化铝?这种聚合氯化铝易溶解于水中,发挥混凝效 果,其 反应机理,目前还不十分清楚,我们 初步认为其反应式是?????一。

聚合过程 ???????,?蟋一,?、二???一????????卜,·?????,?二?工艺条件探讨??热解温度和 时间的关系取一定 量结晶氯化铝,经过一定温度和一定 时间加 热分解,其结果见表??表?热解温度和时间的关系编号加热温度? 加热时间 ?℃???分?减重 ?????? …一、? ??,?工?门?? 曰?了, 石?匕口曰?溶? 李素衬不 溶溶溶病吞吞不溶溶溶溶???? 、少?多????乡?? ? 工勺?,? ? !? ? !? ? ? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ?????‘?了?二??了? ?才?‘护???月吸了‘护?任???丈?‘任??,?,、, ‘, ‘,??‘‘仁 一一一一一一一一一一一? ‘?少? ??乡哎少一、严???????,产??, 乙?, 乙?叹尹?? 、,?少自??工, ‘?, ‘勺‘, 山,一, ?,一,一, 勺山??????????? ?从表 中看 出,加热 温度和时间对结晶氯化铝 的分解 关系很大,温度低则分解 时间 长,反之,则短.但加热过程 中,不断搅拌可加快分解速度.如 表 中第5、 6号,加热温度和时间相 同,由于搅拌速度不同,结果差别大;第 8、 9号 只是搅拌情况不同,加 热时间短的减量反而多.2.不 同碱化度熟料的溶解速度和温度关系一般来 说,常温下熟料在水中的溶解 速度是不理想的,但 加热可加速溶解.尤其是碱化度低时,溶解更快,见表6.3.加热分解与碱化度、视比容的关 系结晶氯化铝 加热分解后,由于放出氯化氢气体和水份而显著减重,但其体 积改 变很少,相应地视比容却明显地改 变了.因此,测定熟料的视比容,就可以大致确定其碱化度的范表6不同碱化度的溶解速度碱化度B(% )在下列温度下的溶解时间 编号 常温50℃100℃2小时3小时3、5小时 4.,小时6小时l咚小 时45分47分67分75分3小时3小时以上20分2 5分 35分 40分80分2小时加热过程 中溶加热过程中溶 5分5分30分30分. 104,了” 0 4”、J 00口, Ž0 4. …, .Q U工、0 0, ‘产O自l”多‘U式U ,矛,了了 -3 4 21,6围,这是工业生产中炉前快速控制产品质量的极好指标.4.熟料聚合时碱化度、视比容与 加水量的关系熟料溶于水的速度很缓慢,使用时不方便.然而事先聚合后 的固体聚合氯化铝却很易溶于水,使用方便.从混凝效果来看,也是先聚合的较直接溶于水的效果好.聚合时的加水量与碱化度、视比容之间的关系见图2.ƒ次甲侧妞凝9 0肪8 0巧7 0 6 56 0 5 5(四 )操作方法首先在沸腾炉 内加一层干燥 的结晶氯化铝作底料,于热风炉点火 同时(38。

士2 0℃),开动鼓风机(弓 0 0米3/时 ),待沸腾床温度达 到要求后(17 0士1 0℃),陆续将8.,公斤结晶 氯化铝通过振荡进料器向沸腾炉内加人(炉顶温度8 5士 5℃),分解后的熟料,经溢流口流出至料桶(~3,公斤/时),桶 内料满后,刮平,称重.视比容合格的即为熟料.热解出的氯化氢气体和水蒸汽,经沸腾炉顶部 引至吸收塔内,循环水从塔顶喷下,将气体洗涤吸收后,由塔底流入贮酸 槽(液 温1.095. 2.二氧化碳采用钢瓶液体二氧化碳.3.浓 硫酸9 8 多(或盐 酸ZN).(三 ) 工艺流程工艺流程如图5.炭黑工艺条件,进行了十次试验,得到合格的白炭黑 产品,主 要用途可作橡胶补 强 剂.将水玻璃调整 比重后(d一1‘0 9一1.1的,蒸汽直接通入压热釜,待釜 内表压达到要求时 (2.5一2.8公斤/厘米2),保持35分钟,然后放入保温沉降罐,沉降1 2小时,澄清后合格的水玻璃抽入碳酸化釜,搅拌并l司接加 热,控制温度(8 4士 1℃),在6小时 内均匀通入所需二氧化碳气体(3 5多v/v).取样分析合格后,对碳酸化后 的悬浊液进行离心分离,对固体进行水洗,水洗后 的 固体打浆,用ZN H多。

或ZN HC I )中和,以除去过量的碱(pHZ一 3),离心分离、水洗、干燥,即为成品.(四 )试验方法根据吉林化工研究院所确定 的沉淀法白19 76年第二期更正第3页倒数第6行“深揭猛批刘 少奇、林彪、反革命修正主 义……”,应为“深揭猛批刘少奇、林彪 反革命修正主义……”.第 1 5页第9行“公共位宅”,应为“公共住宅”.第 1 5页倒数第8行至第3行“城填”,应为“城镇”.第 1 6页“中国科学院沈阳林业土壤研究所”,应为“辽宁省林业土壤研究所”.第 4 1页表1下左第5行“绿藻门中丝状藻门 中丝状藻类……”,应为“绿藻门中的一种丝状藻拳… …”.第 4 1页表1下右第4一6行“水温一般在 11一28℃,照度1500一2000流明,循环装置水温11一2 8℃,照度1500一2000流 明”,应为“水温一般在11一24o c,照度3000一5000勒克斯,循环装置11一2 8℃,照度z, 0 0一2000勒克斯”.。