那位同志能帮我详细回覆以下聚合氯化铝的生产工艺,在下感谢泣凌。 潘碌亭,束玉保,王键,吴蕾 (同济大学污染控制与资源化国家重点实验室,上海200092) 在水处理领域中,絮凝法净化水是最古老的固 液分离方法之一,由于其合用性广、工艺简单、处 理成本低等特点,絮凝法目前仍广泛应用于饮用 水、生活污水和工业废水处理中。 聚合氯化铝(PAC)是一种优良的无机高份子絮 凝剂.它首先在日本研制成功并与20世纪60年月 投入工业化生产,是目前技术最为成熟,市场销量 最大的絮凝剂。PAC使历时具有絮体形成快、沉 淀性能好,水中碱度消耗少,出格是对水温、pH 值、浊度和有机物含量变化适应性强等优点。我国 从上世纪70年月开始,已对聚合氯化铝进行了研 发,近年来跟着实验室研究的深入,工业生产得到 了快速的发展。这篇文章从PAC生产的不同原料的角 度.对目前我国聚合氯化铝的生产技术进行了阐述 和探讨 1 聚合氯化铝的制备技术 1.1 以铝屑、铝灰及铝渣为原料 1.1.1 酸溶一步法 将盐酸、水按一定比例投加于一定量铝灰中, 在一定温度下充分反应,并经过若干钟头熟化后. 放出上层液体即得聚合氯化铝液体产品。铝反应为 放热反应,要是控制好反应条件如盐酸浓度和量, 水量及投加速度和顺序,就可以充分哄骗铝反应放 出的热能,使反应降低对外加热能的依赖度,甚至 不需外加发热物体而通过自热进行反应,控制其盐基度 至合格。该法具有反应速度快,投资设备少,工艺 简单,操作方便等特点,产品盐基度和氧化铝含量 较高,因而该法在国内被普遍采用。但此工艺对设 备腐蚀较严重,生产出的产品杂质较多,出格是重 金属含量容易超标,产品质量不稳定。阮复昌等⋯ 哄骗电解铝粉、分析纯盐酸为原料,在实验室制备 出了超纯的聚合氯化铝,据称可用于实验室制备聚 合氯化铝标准溶液。 1.1.2 碱溶法 先将铝灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液,再 用盐酸调pH值,制得聚合氯化铝溶液。这种方法 的制得的产品外观较好,水不溶物较少,但氯化钠 含量高,原质料消耗高,溶液氧化铝含量低,工业 化生产成本较大 1.1.3 中和法 该法是先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应.分别 制得氯化铝和铝酸钠,再把两种溶液混合中和.即 制得聚合氯化铝液体。用此方法生产出的产品不溶 物杂质较少,但成本较高。刘春涛等l2 先用盐酸与 铝箔反应,再把得到的氯化铝分为两部分,一部分 用氨水调节pH值至6～6.5.得到氢氧化铝后.再 把另一部分氯化铝插手到氢氧化铝中使其反应.得 到聚合氯化铝液体产品,干燥后得到固体产品,据 称产品的铝含量和盐基度等指标都很高。 1.1.4 原电池法 该工艺是铝灰酸溶一步法的革新工艺,按照电 化学原理.金属铝与盐酸反应可组成原电池,在圆 桶形反应室的底部置人用铜或不锈钢等制成的金属 筛网作为阴极,倒人的铝屑作为阳极,插手盐酸进 行反应,最终制得PAC。该工艺可哄骗反应中产 生的气泡上浮作用使溶液定向运动,取代机械搅 拌,大大节能能耗 ]。 1.2 以氢氧化铝为原料 将氢氧化铝与盐酸和水按一定比例,在合适的 温度和压强下反应,熟化后制得聚合氯化铝产品。 该法生产工艺简单,在上世纪80年月是国内外普 遍采用的一种工艺。由于氢氧化铝酸溶性较差,故 酸溶过程需加温增大压力。但此法生产出的产品盐基度 不高,通常在30% ～50% 范围内,国内已有很多 提高盐基度的研究, 如投加铝屑、铝酸钠、碳酸 钙、氢氧化铝凝胶和石灰等.此法生产出的产品杂 质较少.但以氢氧化铝为原料生产成本较高,制 得的产品多用于饮用水。晏永祥等 采用氢氧化铝 酸溶法.以纯铝板为除铁剂.制备出了高纯聚合氯 化铝。 1.3 以氯化铝为原料 1.3.1 沸腾热解法 用结晶氯化铝在一定温度下热解,使其分解出 氯化氢和水,再聚合变成粉状熟料,后加一定量水 搅拌,瞬息间可固化成树胶性产品,经干燥后得聚 合氯化铝固体产品。 1.3.2 加碱法 先设置一定浓度的氯化铝溶液,在一定温度下 强烈搅拌 同时缓慢滴加一定量的氢氧化铝溶液, 反应至溶液变澄清,上清液即为聚合氯化铝液体产 品。通常认为微量加碱法(极慢的加碱速度)所得产 品的Al 的质量分数可达80% 以上,赵华章等 通过提高温度等手段制得了总铝浓度为0.59 mol/ L,Al 的质量分数达80.7% 的产品。但国外有报 道指出在铝浓度很低的情况下,缓慢加碱得不到 Al 反而在90 c【=下通过快速加碱可得到Al 的质 量分数为100% 的PAC溶液 ,于月华等 用逐 滴加碱法制得聚合氯化铝,制得的产品据称Al 含‘ 量也不高。 1.3.3 电解法 该法中科院研究较多,通常以铝板为阳极,以 不锈钢为阴极,氯化铝为电解液,通以直流电,在 低压、高电流的条件下,制得聚合氯化铝。曲久辉 等 10]哄骗此法制得了碱化度高、Al 含量高的聚合 氯化铝产品。也有学者对此装置进行了革新,如何 锡辉等⋯ 用对氢过电位更低的金属铜作阴极.且 可提高耐腐蚀性和导电性。罗亚田等_l2 用特地制造的 倒极电源装置合成聚合氯化铝,据称可以减少电解 过程中的极化现象。 1.3.4 电渗析法 路光杰等l13 对此作了研究,以氯化铝为电解 液,以石墨(或钛钌网)等惰性电极为阳极,多孑L铁 板(或铂片)为阴极,以两张阴离子交换膜构成反应 室,通以直流电,反应后得到聚合氯化铝产品。 1.3.5 膜法 该法把碱液放在膜的一侧,膜的另一侧放置氯 化铝溶液,哄骗膜外貌的微孔作为分布器,使碱液 通过微孑L微量地插手到氯化铝溶液中去.从而制得 Al 含量高的聚合氯化铝。彭跃莲等ll4’哄骗超滤膜 制得的聚合氯化铝产品Al 的质量分数可达79.6% 以上.张健等_l5]哄骗中空纤维膜制得的聚合氯化
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