聚合氯化鋁介紹:聚合氯化鋁(Polyaluminium Chloride) 簡(jiǎn)稱(chēng)PAC。
通常也稱(chēng)作堿式氯化鋁或混凝劑等,它是介于A(yíng)LCL3和AL(OH)3之間的一種水溶性無(wú)機高分子聚合物,化學(xué)試[AL2(OH)NCL6-
NLm]其中m代表聚合程度,n表示PAC產(chǎn)品的中性程度。顏色呈黃色或淡黃色、深褐色、深灰色樹(shù)脂狀固體。該產(chǎn)品有較強的架橋吸咐性能,在水解過(guò)程中,
伴隨發(fā)生凝聚,吸附和沉淀等物理化學(xué)過(guò)程。
聚合氯化鋁特點(diǎn):與傳統無(wú)機混凝劑的根本區別在于傳統無(wú)機混凝劑為低分子結晶鹽,而聚合氯化鋁的結構由形態(tài)多變的多元羧基絡(luò )合物組成,絮凝沉淀速度快,適用PH值范圍寬,對管道設備無(wú)腐蝕性,凈水效果明顯,能有效支除水中色質(zhì)SS、COD、BOD及砷、汞等重金屬離子。
聚合氯化鋁適用范圍:主要作為生活引用水,生產(chǎn)用水和工業(yè)污水(如含油污水,印染,造紙污水,鋼廠(chǎng)污水等)處理的絮凝劑,以及高毒性重金屬和含氟污水的處理等;此外,在精密鑄造,制革等方面亦有廣泛用途。
特點(diǎn):本產(chǎn)品適合各種高中濁度的源水處理,尤其對高濁度水的凈化有特別明顯的效果,它礬花形成快,大,易沉降,適宜的源水PH范圍廣,腐蝕性小,工人勞動(dòng)強度低。
聚合氯化鋁的制備技術(shù)
1.1 以鋁屑、鋁灰及鋁渣為原料
1.1.1 酸溶一步法
將鹽酸、水按一定比例投加于一定量鋁灰中,在一定溫度下充分反應,并經(jīng)過(guò)若干小時(shí)熟化后.放出上層液體即得聚合氯化鋁液體產(chǎn)品。鋁反應為放熱反應,
如果控制好反應條件如鹽酸濃度和量,水量及投加速度和順序,就可以充分利用鋁反應放出的熱量,使反應降低對外加熱量的依賴(lài)度,甚至不需外加熱源而通過(guò)自熱
進(jìn)行反應,控制其鹽基度至合格。該法具反應速度快,投資設備少,工藝簡(jiǎn)單,操作方便等特點(diǎn),產(chǎn)品鹽基度和氧化鋁含量較高,因而該法在國內被普遍采用。但此
工藝對設備腐蝕較嚴重,生產(chǎn)出的產(chǎn)品雜質(zhì)較多,特別是重屬含量容易超標,產(chǎn)品質(zhì)量不穩定。阮復昌等?利用電解鋁粉、分析純鹽酸為原料,在實(shí)驗室制備出了超
純的聚合氯化鋁,據稱(chēng)可用于實(shí)驗室制備聚合氯化鋁標準溶液。
1.1.2 堿溶法
先將鋁灰與氫氧化鈉反應得到鋁酸鈉溶液,再用鹽酸調pH值,制得聚合氯化鋁溶液。這種方法的制得的產(chǎn)品外觀(guān)較好,水不溶物較少,但氯化鈉含量高,原材料消耗高,溶液氧化鋁含量低,工業(yè)化生產(chǎn)成本較大。
1.1.3 中和法
該法是先用鹽酸和氫氧化鈉與鋁灰反應.分別制得氯化鋁和鋁酸鈉,再把兩種溶液混合中和.即制得聚合氯化鋁液體。用此方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品不溶物雜質(zhì)較
少,但成本較高。劉春濤等l2
先用鹽酸與鋁箔反應,再把得到的氯化鋁分為兩部分,一部分用氨水調節pH值至6~6.5.得到氫氧化鋁后.再把另一部分氯化鋁加入到氫氧化鋁中使其反應.
得到聚合氯化鋁液體產(chǎn)品,干燥后得到固體產(chǎn)品,據稱(chēng)產(chǎn)品的鋁含量和鹽基度等指標都很高。
1.1.4 原電池法
該工藝是鋁灰酸溶一步法的改進(jìn)工藝,根據電化學(xué)原理.金屬鋁與鹽酸反應可組成原電池,在圓桶形反應室的底部置人用銅或不銹鋼等制成的金屬篩網(wǎng)作為陰
極,倒人的鋁屑作為陽(yáng)極,加入鹽酸進(jìn)行反應,最終制得PAC。該工藝可利用反應中產(chǎn)生的氣泡上浮作用使溶液定向運動(dòng),取代機械攪拌,大大節約能耗。
1.2 以氫氧化鋁為原料
將氫氧化鋁與鹽酸和水按一定比例,在合適的溫度和壓強下反應,熟化后制得聚合氯化鋁產(chǎn)品。該法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,在上世紀80年代是國內外普遍采用的一
種工藝。由于氫氧化鋁酸溶性較差,故酸溶過(guò)程需加溫加壓。但此法生產(chǎn)出的產(chǎn)品鹽基度不高,通常在30% ~50%
范圍內,國內已有很多提高鹽基度的研究,
如投加鋁屑、鋁酸鈉、碳酸鈣、氫氧化鋁凝膠和石灰等.此法生產(chǎn)出的產(chǎn)品雜質(zhì)較少.但以氫氧化鋁為原料生產(chǎn)成本較高,制得的產(chǎn)品多用于飲用水。晏永祥等
采用氫氧化鋁酸溶法.以純鋁板為除鐵劑.制備出了高純聚合氯化鋁。
1.3 以氯化鋁為原料
1.3.1 沸騰熱解法
用結晶氯化鋁在一定溫度下熱解,使其分解出氯化氫和水,再聚合變成粉狀熟料,后加一定量水攪拌,短時(shí)間可固化成樹(shù)脂性產(chǎn)品,經(jīng)干燥后得聚合氯化鋁固體產(chǎn)品。
1.3.2 加堿法
先配置一定濃度的氯化鋁溶液,在一定溫度下強烈攪拌
同時(shí)緩慢滴加一定量的氫氧化鋁溶液,反應至溶液變澄清,上清液即為聚合氯化鋁液體產(chǎn)品。通常認為微量加堿法(極慢的加堿速度)所得產(chǎn)品的Al
的質(zhì)量分數可達80% 以上,趙華章等通過(guò)提高溫度等手段制得了總鋁濃度為0.59 mol/L,Al 的質(zhì)量分數達80.7%
的產(chǎn)品。但國外有報道指出在鋁濃度很低的情況下,緩慢加堿得不到Al 反而在90 c【=下通過(guò)快速加堿可得到Al 的質(zhì)量分數為100% 的PAC溶液
,于月華等 用逐滴加堿法制得聚合氯化鋁,制得的產(chǎn)品據稱(chēng)Al 含‘
量也不高。