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新鄉(xiāng)市益通凈水材料有限公司

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從理論上分析了用氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉和鋁酸鈉提高聚合氯化鋁鹽基度的可行性, 同時對各種方法的利弊進(jìn)行了對比分析。重點對應(yīng)用鋁屑提高聚合氯化鋁鹽基度的方法進(jìn)行了理論分析, 不僅增加了聚合氯化鋁的有效成份含量, 同時給出了各物料間的定量關(guān)系, 可以指導(dǎo)生產(chǎn)。

1、聚合氯化鋁

無機(jī)高分子聚合氯化鋁與傳統(tǒng)鋁鹽和鐵鹽混凝劑相比, 具有投藥量小、絮凝體形成速度快、顆粒密實、沉降速度快等特點, 廣泛應(yīng)用于工業(yè)用水、飲用水及污水處理方面, 取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

聚合氯化鋁可以看作是氯化鋁水解反應(yīng)的中間體，是由水合鋁離子在不同的pH值條件下，通過羥基和氧原子的架橋作用形成的具有一定聚合度的聚合鋁離子，其聚合度和分子量尚不能測定，通常以鹽基度或堿化度B(B為聚合鋁中羥基與3倍鋁離子的摩爾比值)衡量。一般來說聚合鋁的鹽基度應(yīng)控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，以使絮凝效果達(dá)到，又使工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。隨B值不斷增大，聚合鋁中聚合鋁離子Al13(OH)7+32、Al10(OH)3+22的Al13O4(OH)7+24等含量不斷增多。聚合鋁離子具有較強(qiáng)的架橋絮凝能力, 尤其是處理低溫、低濁度水時效果很明顯; 如果B值高于75% , 則聚合鋁離子很容易發(fā)生水解形成不溶性沉淀，失出絮凝作用。因此生產(chǎn)中將聚合氯化鋁的鹽基度控制在45% ～65%范圍內(nèi)比較合適。

根據(jù)不同的含鋁原料有不同的聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝。主要有鋁礬土和煤矸石分步酸溶法、鋁灰酸溶法以及加壓酸溶法等。鋁灰酸溶法, 一次酸溶就可制成鹽基度高于60%的產(chǎn)品, 但由于工業(yè)鋁灰中雜質(zhì)太多, 在飲用水處理中應(yīng)用受到限制。利用鋁礬土和煤矸石生產(chǎn)時, 由于這些原料中Al2O3的溶出困難, 即使加壓溶解, Al2O3的含量也不高, 一次酸溶法聚合鋁鹽基度僅在20%～40% , 很難達(dá)到40%以上。

2、調(diào)整鹽基度的方法

為了提高產(chǎn)品中聚合鋁離子的羥基含量或者說提高鹽基度, 目前多采用氫氧化鈉、碳酸鈉、石灰等進(jìn)行調(diào)整, 使低鹽基度產(chǎn)品酸性降低, 加羥基橋聯(lián)提高鹽基度。例如可將聚合鋁的鹽基度由33%提高到50% , 方程式如下:

Al2(OH)2Cl4+NaOH＝Al2(OH)3Cl3+NaCl（1）

2Al2(OH)2Cl4+Na2CO3+H2O＝2Al2(OH)3Cl3+2NaCl+CO2（2）

2Al2(OH)2Cl4+Ca(OH)2＝Al2(OH)3Cl3+CaCl2（3）

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