聚合氯化铝的制备和性能

２００６年第９期　内蒙古石油化工　２９　聚合氯化铝的制备和性能　罗资琴，陈世前，周　锦　（兰州石化职业技术学院石油化学工程系，甘肃兰州７３００６０）　摘要：本文讨论了采用铝灰为原料制备聚合氯化铝。试验得到了最佳原料配比为铝灰：盐酸：水量　一０．６：１：０．９，所制备聚合氯化铝的盐基度达到５０　以上，Ａｌ　Ｏ。含量９．５　以上；它具有优异的混凝性　能，用量在１５ｍｇ／Ｌ时，可使废水的浊度降至１０ＮＴＵ以内。　关键词：水处理；聚合；絮凝剂　聚合氯化铝（ＰＡＣ）是一种高性能无机高分子絮　基度为５４．９５　，Ａｌ　Ｏ３含量为９．８１　。　凝剂，由于分子结构大，吸附力强，凝集力强，形成的　６Ｏ　．　絮体大，沉降快，投加量少的特点。聚铝实质上是铝　∞　∞　盐在水解一聚合一沉淀的动力学过程中的中间产　５０　物，其化学形态属于多核羟基配合物。　聚铝的生产方法很多，使用的原料包括金属铝、　３ｏ　氯化铝、硫酸铝、氢氧化铝、铝酸钙、铝钒土、铝灰　等［２　“］。其中以铝灰为原料采用酸溶一步法制备聚　２ｏ　合氯化铝的方法成本最低，因此在工业生产中得到　ｌＯ　广泛的应用［５　］。本文考察了聚合氯化铝制备过程中　铝灰、盐酸、水三者的用量对产品Ａｌ　Ｏ。含量和盐基　Ｏ　度的影响，并考察了产品的混凝沉降性能。　ｌＯ　ｌ５　２Ｏ　２５　３Ｏ　３５　４Ｏ　１实验部分　水量，ｇ　１．１　聚合氯化铝的合成　图１　原料中水量变化对产品质量的影响　称取一定量的铝灰于四口烧瓶中，水洗，将上层　清液取出，在滴液漏斗中加入盐酸，慢慢滴入四口烧　瓶，边搅拌边反应，温度很快升至９５℃以上，控制反　应温度在１００℃左右，反应６～１２ｈ后，自然降温，将　物料稀释至原来物料密度的１．２５倍，在９５℃下保温　熟化１５－－￣２４ｈ，上层清液即为液体聚合氯化铝。　１．２　Ａｌ２Ｏ３含量和盐基度测定Ｌ７　１．３混凝实验［　］　将制备的聚合氯化铝在混凝搅拌实验仪上进行　混凝实验，所用废水为浊度为１０７ＮＴＵ的池塘水。　２结果与讨论　１５　１／　１９　Ｚ１　Ｚ３　２５　２７　２９　３１　：￣Ｊ　ｚｔ２．１　水、盐酸、铝灰用量对聚合氯化铝产品质量的　Ｊ『ＩＬ【　，ｇ　影响　图２原料中盐酸量的变化对产品质量的影响　从图１可以看出，当盐酸（２５ｇ）和铝灰量（１５ｇ）　图２表明，当水量（２２．５ｇ）和铝灰量（１０ｇ）不变　不变时，水的用量对产品盐基度的影响较大，对产品　时，盐酸量增大降低了产品的盐基度。这是因为盐酸　ＡｌｚＯ。含量影响并不大。三者最佳的配比（质量比）　量的增大必然减少产品中羟基的数量，因而导致盐　为铝灰ｚ盐酸ｚ水量一０．６　ｚ　１　ｚ　０．９，此时产品的盐　基度的下降。当盐酸用量为２０ｇ时产品Ａｌ　Ｏ。含量最　收稿日期；２００６一Ｏ５一Ｏ３　作者简介；罗￣ｇ（１９６６－），女，副教授，１９９１年毕业于抚顺石油学院石油加工专业，天津大学化学工程硕士，从事石油　化工类的教学和研究工作。　∞　毒　舡ｎ０　蚰　加　维普资讯 http://www.cqvip.com

３０　高，达到ｌ１．Ｏ１　。　内蒙古石油化工　２００６年第９期　图４废水浊度随聚铝投加量的变化　将按照铝灰ｔ盐酸ｔ水量一０．６　ｔ　１　ｔ　０．９的比　６０　５ｏ　４ｏ　例制备的聚合氯化铝与市售食品级聚铝进行了混凝　对比实验，结果如图４所示。　图４表明，按照铝灰ｔ盐酸ｔ水量＝０．６　ｔ　１　ｔ　０．９的比例制备的聚合氯化铝具有优异的性能，在　所有实验浓度范围内，合成产品的混凝性能均优于　市售产品。当其用量为１５ｍｇ／Ｌ时，可使废水的浊度　降低到１０ＮＴＵ以下。　３结论　（１）采用铝灰为原料制备聚合氯化铝时，最佳的　原料配比为铝灰ｔ盐酸：水量一０．６　ｔ　１　ｔ　０．９，所制　备聚合氯化铝盐基度达到５Ｏ９／５以上，Ａｌ。Ｏ。含量９．　５　以上。　］　］　］　］　］　］　］藿３ｏ　２０　要１ｏ　《　Ｏ　ｌ５　２Ｏ　２５　铝灰量，ｇ　图３原料中铝灰量的变化对产品质量的影响　　图３为铝灰用量对产品质量的影响（盐酸量为　２５ｇ，水量为２２．５ｇ）。铝灰用量的增大并没有对产品　的Ａｌ。Ｏ。含量产生很大影响，但对盐基度影响很大。　当铝灰：盐酸：水量一０．６：１：０．９时，产品的盐　基度最高，达到５４．９５　９／５。　由以上实验结果可以看出，当铝灰ｔ盐酸：水　量＝０．６　ｔ　１：０．９时所得产品质量较好，盐基度、　Ａｌ。Ｏ。含量均较高。　２．２混凝效果　７Ｏ　６０　５Ｏ　（２）按照最佳原料配比制备的聚合氯化铝具有　优异的混凝性能，用量在１５ｍｇ／Ｌ时，可使废水的浊　度降至１ＯＮＴＵ以内。　［参考文献］　李润生．水处理新药剂碱式氯化铝．北京：中　国建筑工业出版社，１９８１．　谢英惠，何予基．聚合氯化铝的合成．山西化　工，２００１，２１（４）：６．　张璐璐，丁淑范，郭爱丽．聚合氯化铝试验及　分析．天津化工，１９９４，（１）：４３．　张如意，阳红，高彩玲．高分子铝盐絮凝剂的　应用．工业水处理，２０００，２０（４）：１４．　暑４ｏ　张桂珍．用铝灰制备聚合氯化铝工艺研究．　天津化工，１９９８，（２）：２２．　ｓｏ　２０　刘文英，杨运泉，童刚生．聚合氯化铝的合成　研究．湘潭大学自然科学学报，２００１，２３（１）：　７２．　１　０　０　郑淳之．水处理剂和工业循环冷却水系统分　２　４　６　８　ｌ０　ｌ２　ｌ４　ｌ６　０　析方法．北京：化学工业出版社，２０００．　聚　的量，ｍｇ／Ｌ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＰＡＣ　Ｌ　０　Ｚ　一口　，ｚ，ＣＨＥＮ　Ｓｈｉ－－ｑｉａｎ．ＺＨＯＵ　Ｊｉｎ　（Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｏｕ　７３００６０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｆｒｏｍ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｄｕｓｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｓ：Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｄｕｓｔ：Ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ　ａｃｉｄ：Ｗａｔｅｒ一０．６：１：０．９，ｔｈｅ　ｂａｓｉｃｉｔｙ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ａｂｏｖｅ　５０　９／５，ａｎｄ　Ａ１２０３　ａｂｏｖｅ　９．５　９／６．　Ｗｉｔｈ　ｐｒｅｍｉｕｍ　ｃｏａｇｕｌａｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｅｎ　ｕｓｅｄ　ａｔ　１　５ｍｇ／Ｌ，ｉｔ　ｍａｙ　ｂｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｗａｔｅｒ　ｗｉｔｈｉｎ　１ＯＮＴＵ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｗａｔｅｒ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；Ｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ