Разработка научных основ получения пентагидроксихлорида алюминия-коагулянта для водоподготовки и очистки оборотных и сточных вод

• Автор: Уткина, Екатерина Евгеньевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 160 с. : ил

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

1. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИХЛОРИДОВ АЛЮМИНИЯ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ЕГО ВОДНЫХ РАСТВОРОВ Литературный обзор.

1.1. Способы получения высокоосновного

пентагидроксохлорида алюминия ПГОХА.

1.2. Существующие производства ПГОХА

1.3. Техникоэкономическая целесообразность

получения ПГОХА.

1.4. Физикохимические свойства водных растворов ПГОХА

1.5. Свойства, характеристики и механизм

агрегатообразования продуктов гидролиза ПГОХА.
1.6. Токсикологическая оценка ПГОХА.
1.7. Применение ПГОХА в качестве коагулянта
для очистки воды и для других целей.
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНТАГИДРОКСИХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ И ИЗУЧЕНИЕ ЕГО СВОЙСТВ
Обсуждение результатов
2.1. Особенности взаимодействия алюминия и алюминиевых сплавов различных марок
с хлороводородной кислотой и выбор алюминийсодержащего исходного материала
для получения высокоосновного ПГОХА.
2.2. Кинетические закономерности гетерогенного процесса взаимодействия сплавов алюминия
с хлороводородной кислотой
2.3. Оптимизация процесса получения ПГОХА,
образующего гелькомпозиции
2.4. Исследование свойств водных растворов ПГОХА
и разработка гелькомпозиций на его основе
2.5. Исследование коагуляционной активности ПГОХА.
2.6. Сравнительное изучение коагуляционных свойств гелькомпозиций ПГОХА
2.7. Опытнопромышленные испытания ПГОХА и гелькомпозиций на его основе в процессах водоподготовки и водоочистки сточных вод.
Техникоэкономические показатели процессов.
2.8. Применение коагулянта ПГОХА в технологии водоподготовки
2.9. Использование коагулянтов ПГОХА и ОХАТ
в процессах очистки сточных вод.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Описаны способы получения ПГОХА частичной нейтрализацией водного раствора, содержащего хлористый алюминий, нефелиновым концентратом при 0 С , карбонатом кальция , растворами СаОН2, нейтрализацией каталитических комплексов на основе хлорида алюминия водой до образования оксихлоридов алюминия различной основности или разложением безводного хлорида алюминия водой . Эти способы являются перспективными и простыми в технологическом решении. Они позволяют использовать отходы различных производств. Однако они, кроме описанных в работах , требуют затрат щелочных реагентов, которые при нейтрализации образуют осадки, загрязняющие готовый продукт и уменьшают содержание в нем основного вещества или отделение осадка от жидкой фазы вызывает большие затруднения и усложняет процесс. Все выше описанные способы получения ПГОХА не нашли широкого промышленного применения ввиду их низкой экономичности. Источниками для получения ПГОХА в описанных способах служат такие дефицитные и дорогие продукты, как хлорид алюминия или свежеосажденная гидроокись алюминия, имеющие самостоятельное промышленное значение. Основные хлориды алюминия можно получить путем взаимодействия сульфата или хлорида алюминия с недостатком щелочи в растворе . С целью повышения стабильности продуктов в качестве сырья используют растворы алюмината натрия или калия с мольным соотношением 1. А и 1 2. Смешивают растворы при 5 С, и полученный гель выдерживают при С. Продукты имеют общую формулу Ат0НпС3т. Полученные основные хлориды содержат много посторонних ионов. Процесс инициируется введением гидроксидионов. Основность целевого продукта задается количеством щелочи. Однако, практическое осуществление этого процесса сталкивается с серьезными затруднениями. ПГОХА получают путем термогидролиза концентрированных растворов хлорида алюминия в распылительной сушилке в интервале температур 00 С . Аналогично предлагают проводить гидролиз кристаллогидрата А1С1з6Н в интервале температур 00 С в потоке воздуха . Можно применять и безводный хлорид алюминия, который гидролизуется водой сначала при температуре до 0 С С, затем выше 0 С . Твердый ПГОХА получают периодическим нагреванием и охлаждением водного раствора А1С . Разработан оригинальный способ получения ПГОХА, при котором исходный раствор А1С, содержащий до А1 в пересчете на А и 0,0,2 органических примесей, диспергируют в распылительной сушилке. Температура газов в аппарате 0С, время контакта с газами 4 с. Полученный продукт имеет общую формулу А1ОНпСЬ. Н, основность его от 1, до 2 . Для получения оксихлорида алюминия высокой основности используют процессы электролиза. Согласно авторам изобретения , концентрированные водные растворы хлорида алюминия, свободные от щелочных и щелочноземельных металлов, подвергаются электролизу в непроточных диафрагменных электролизерах при плотности тока Адм3 и напряжении на ваннах 6 В. На аноде выделяется газообразный хлор, а на катоде водород. Когда полученный в катодном пространстве оксихлорид алюминия отвечает требуемой основности, электролизер отключается. После удаления готового продукта из катодного пространства и заполнения последнего исходным раствором хлорида алюминия цикл повторяется. В работе также описано получение хлоргидроокиси и гидроокиси алюминия в трехкамерных ваннах с катионнообменными мембранами, платиновым анодом и графитовым катодом. Анодная часть ванны содержит разбавленный раствор серной кислоты. В центральную часть вводят суспензию гидроокиси алюминия и раствор соляной кислоты. В катодную часть помещают раствор хлорида алюминия, который разлагается на катоде с образованием Г1ГОХА и выделением водорода. Таким способом можно получить оксихлориды алюминия любой основности. По способу металлический алюминий растворяют в кислом или основном растворе алюминия до степени основности с последующим электролизом при С со стальным или титановым катодом и графитовым или платиновым анодом. При этом на аноде выделяется хлор, а в катодном пространстве образуется высокоосновный ПГОХА. Предложен способ анодного растворения металлического алюминия, его сплавов или окислов , которые помещают в специальные корзинчатые аноды.