我廠在烷基苯裝置上以苯和烯烴進行烷基化反應(yīng)及在潤滑油裝置上進行烯烴重合，均以三氯化鋁作為催化劑。在生產(chǎn)過程中排出的三氯化鋁絡(luò)合物（即泥腳）采用水解的方法進行處理。每年可回收大量的苯及油狀物，共水解水（三氯化鋁水溶液）除部分做混凝劑外，其余加氨水制取氯化銨。但是，利用水解水加氨水制取氯化銨工藝不盡合理，產(chǎn)品成本過高，尤其是反應(yīng)過程中析出的氫氧化鋁白白浪費，未能合理利用。本實驗著重對水解水的物化性質(zhì)及組成、水解水制取結(jié)晶三氯化鋁的工藝條件和實驗產(chǎn)品的質(zhì)量及用途等方面進行了研究，并完成了利用水解水制取結(jié)晶三氯化鋁的小試及生產(chǎn)試驗。

一、水解水的物化性質(zhì)及組成

外觀：黃棕色微稠狀液體

比重：1.20～1.31

pH:1.0～2.0

其主要化學(xué)組成大致如表l。

用吸收光譜對共溶液進行半定量分析，其重金屬和硅雜質(zhì)分析結(jié)果如表2。

從分析看出，我廠水解水含鋁量較高，雜質(zhì)含量較低，是生產(chǎn)結(jié)晶鋁鹽的良好原料。

二、機理及工藝條件

水解水制取結(jié)晶三氯化鋁，主要為濃縮過程。

溶液在予熱過程中，大部分油狀物被游離出來，并上浮至溶液表面，微量苯在濃縮過程中蒸發(fā)，達到分離的目的。當溶液濃縮至一定程度時，停止加熱。共過飽和溶液經(jīng)冷卻后迅速結(jié)晶（晶體為砂粒狀）。經(jīng)分離及干燥后即為帶6個結(jié)晶水的三氯化鋁固體產(chǎn)品。

其試驗工藝流程簡示如下：

工藝說明：水解水首先予熱至沸騰。然后，將予熱后溶液過濾（采用真空過濾）除去溶液中殘油及其它雜質(zhì)。過濾后溶液濃縮至溶液表面有晶膜出現(xiàn)便停止加熱（濃縮終點溫度為124℃，粗測），使共自然結(jié)晶。將結(jié)晶體與母液分離（離心分離或真空抽濾），母液送回再次濃縮，固體包裝后即為結(jié)晶三氯化鋁產(chǎn)品?；?qū)饪s結(jié)晶后的固體產(chǎn)品經(jīng)與液液分離后，通入熱風(fēng)進行干燥處理，包裝后即為產(chǎn)品。

三、工藝條件的選擇

試驗中，我們針對水解水的實際情況進行了不同條件的探索。

（一）水解水的予處理

活性炭對有機物具有較好的吸附特性，目前已經(jīng)作為有機廢水處理的一個重要手段為國內(nèi)外所重視。我們采用活性炭吸附的方法進行了水解水除油及苯的對此試驗，結(jié)果如表3。

采用活性炭吸附，水解水中油的去除率平均為81.3%，苯的去除率平均為85.9%，同時還起到一定的脫色作用。因此，活性炭吸附可用于水解水予處理。是否采用活性炭予處理，可根據(jù)產(chǎn)品用途而定，若產(chǎn)品作為混凝劑用于工業(yè)給水及污水處理，質(zhì)量要求不高，采用予熱后過濾的方法是可以達到要求的。

（二）溶液的濃縮結(jié)晶及干燥處理

濃縮結(jié)晶是整個反應(yīng)的關(guān)鍵，對其反應(yīng)條件應(yīng)嚴格控制。為加快濃縮和結(jié)晶的反應(yīng)速度，可采用負壓濃縮（其空度500～600毫米汞柱）。在濃縮過程中揮發(fā)的氯化氫氣體，采用水吸收的方法進行處理，在試驗中我們做了幾次回收試驗，效果較好。

試驗中，采用真空抽濾的方法對共固、液體進行分離。同時也考察了采用離心機進行脫水的分離效果。兩種方法應(yīng)用于結(jié)晶三氯化鋁生產(chǎn)中的固、液分離均是可行的。但是在采用后一種方法時，要考慮到離心機的設(shè)備腐蝕問題。

熱風(fēng)干燥可做為固體產(chǎn)品經(jīng)分離后的進一步加工處理，以降低產(chǎn)品中的水分及酸性，提高產(chǎn)品質(zhì)量。但在一般情況下，結(jié)晶三氯化鋁產(chǎn)品經(jīng)離心分離或其空抽濾處理后即可包裝出廠。

四、實驗結(jié)果

定性和定量試驗數(shù)據(jù)如表4。

實驗中，因為條件限制，對蒸出液和其它損失未統(tǒng)計。由于結(jié)晶后母液與新反應(yīng)的原料混合后再行濃縮，故除蒸出液外，物料平衡時的損失很少。

五、試驗產(chǎn)品的質(zhì)量及評價

結(jié)晶三氯化鋁工業(yè)產(chǎn)品目前還沒有統(tǒng)一的國家質(zhì)量標準。南票礦務(wù)局根據(jù)煤矸石綜合利用制取結(jié)晶三氯化鋁的生產(chǎn)工藝和造紙、鑄造反凈水等工業(yè)的要求，制訂出企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量標準，見表6。

參照上述企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量標準，我廠試驗產(chǎn)品的各項主要指標均符合規(guī)定要求。

（一）外觀：大部分試驗產(chǎn)品的顏色呈微黃色，個別試驗產(chǎn)品因含鐵量較高而呈黃色。

（二）含鋁量：可達到一級品或二級品的標準。若經(jīng)過干燥處理，則可全部達到一級品標準。

（三）含鐵量：試驗產(chǎn)品含鐵量較低，一般可達一級品標準。

（四）苯及共它有毒物質(zhì)含量：低于國家地面水排放標準。

（五）不溶物、游離酸：均符合上述標準。

我廠實驗產(chǎn)品與南票礦務(wù)局產(chǎn)品樣品比較，具有顏色好、含鐵量低等特點。根據(jù)試驗結(jié)果，符合一級品要求的占55.6%，符合二級品要求的占44.4%。

六、試驗產(chǎn)品的主要用途

工業(yè)用結(jié)晶三氯化鋁可用于造紙、鑄造、凈化水、醫(yī)藥等方面。試驗產(chǎn)品最適于作為混凝劑用于工業(yè)給水及污水處理。

目前，國內(nèi)外發(fā)展最快的無機混凝劑是聚合鋁(也叫做堿式氯化鋁，簡稱PAC)。聚合鋁可視為結(jié)晶三氯化鋁和氫氧化鋁的中間產(chǎn)物。因此，試驗產(chǎn)品也可進一步經(jīng)熱解及聚合處理后制取聚合鋁產(chǎn)品。

七、幾個問題

（一）溶液在濃縮過程中產(chǎn)生的氯化氫尾氣，要有完善的回收措施，否則會造成空氣的二次污染。本實驗采用水吸收的方法對共尾氣進行了回收試驗，但對共回收的付產(chǎn)物——稀鹽酸水溶液的利用問題在試驗中未考慮，有待于今后繼續(xù)探討。

（二）三氯化鋁對設(shè)備有腐蝕作用，我廠水解水及成品鋁鹽中含鐵雜質(zhì)主要是由于設(shè)備腐蝕所致。含鐵量是產(chǎn)品分級的重要標志，若產(chǎn)品用于造紙，含鐵量的多少會直接影響紙張的白度。因此，要充分考慮到設(shè)備的防腐問題。

（三）結(jié)晶三氯化鋁產(chǎn)品在空氣中易于潮解，在產(chǎn)品分離后及包裝過程中，要盡量少與空氣接觸。

八、結(jié)論

（一）本試驗利用水解水制取結(jié)晶三氯化鋁產(chǎn)品，為我廠水解水的綜合利用開辟了新途徑。目前，國內(nèi)較大規(guī)模的生產(chǎn)企業(yè)只有幾家，加之固體產(chǎn)品具有包裝簡單，易于運輸?shù)膬?yōu)點，產(chǎn)品供不應(yīng)求。

（二）通過試驗證明，利用水解水制取結(jié)品三氯化鋁從工藝技術(shù)上講是可行的，在經(jīng)濟上也是合理的，可以推廣應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。