聚合氯化铝_精益求精

聚合氯化铝无机高分子聚合氯化铝与传统铝盐和铁盐混凝剂相比, 具有投药量小、絮凝体形成速度快、颗粒密实、沉降速度快等特点, 广泛应用于工业用水、饮用水及污水处理方面, 取得了良好的经济效益和社会效益。聚合氯化铝可以看作是氯化铝水解反应的中间体，是由水合铝离子在不同的pH值条件下，通过羟基和氧原子的架桥作用形成的具有一定聚合度的聚合铝离子，其聚合度和分子量尚不能测定，通常以盐基度或碱化度B(B为聚合铝中羟基与3倍铝离子的摩尔比值)衡量。一般来说聚合铝的盐基度应控制在适当的范围内，以使絮凝效果达到 ，又使工业化生产成为可能。随B值不断增大，聚合铝中聚合铝离子Al13(OH)7+32、Al10(OH)3+22的Al13O4(OH)7+24等含量不断增多。聚合铝离子具有较强的架桥絮凝能力, 尤其是处理低温、低浊度水时效果很明显; 如果B值高于75% , 则聚合铝离子很容易发生水解形成不溶性氢氧化铝沉淀，失出絮凝作用。因此生产中将聚合氯化铝的盐基度控制在45% ～65%范围内比较合适。根据不同的含铝原料有不同的聚合氯化铝生产工艺。主要有铝矾土和煤矸石分步酸溶法、铝灰酸溶法以及氢氧化铝加压酸溶法等。铝灰酸溶法, 一次酸溶就可制成盐基度高于60%的产品, 但由于工业铝灰中杂质太多, 在饮用水处理中应用受到限制。利用铝矾土和煤矸石生产时, 由于这些原料中Al2O3的溶出困难, 即使加压溶解, Al2O3的含量也不高, 一次酸溶法聚合铝盐基度仅在20%～40% , 很难达到40%以上。

合氯化铝（pac）作为新型水处理剂，自从六十年代以来，颇有取代传统的硫酸铝之趋势，但其絮凝效果能显著高于硫酸铝的根本原因并未阐明清楚，而且一直存在争议，这在一定程度上影响其生产和应用向更高阶段发展。一种推论认为，传统药剂直接投放与水中，其水解生成形态由于受到水质等条件的制约，不能形成有效的絮凝形态和发挥其 效率，而聚合氯化铝在人工控制的条件下预制生产，可以达到预期的 效果，投放入水即可发挥电中和及架桥的优异絮凝作用，这种设想虽然有合理性，但并不一定完善，而且未得到实验证明，还有很大的研究空间。在长期的研究工作中，我们发现人工预制的铝或铁聚合物，从形态、特性、功能到作用机理，都与以前的铝盐或铁盐混凝剂有很大的不用，应看做是新一代的制品，需要建立自己的理论和技术工艺体系，本文选取聚合氯化铝的若干实验实例来阐述这一问题。铝化合态的传统研究方法是化学分析法和电位滴定法。提出水解形态的连续变化分布系列，其羟基化合态由单体道聚合体，按六圆环的模式发展，直到生成沉淀仍然保持拜耳石的结构，这种观点的理论基础是多核络合物的核链络合机理，在数十年中占统治地位，但尚缺乏直接的结构鉴定证明。