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通过图示来说明聚合氯化铝的制备方法。、

来源:北京北科 时间:2011-11-16 点击次数:

聚合氯化铝的制备方法很多, 常是向铝溶液中加入强碱液或固体碱, 或是在不足量强酸中溶解氢氧化铝凝胶、 金属铝、 铝矿粉等. 一般认为聚十三铝 (Al13) 是聚合铝中的最佳凝聚-絮凝成分, 其含量可以反映制品的有效性, 因而高含量Al13成为聚合铝制造工艺追求的目标. 但是, Al13的生成条件和形态组成却一直是争论焦点. 近年提出Al13生成需有前驱物(precursor)的论点得到较多赞同[15,16]. 由于Al13 Keggin笼状结构的核心是AlO4四面体配位,不符合其沉淀物以八面体配位的热力学规律,从而经实验研究,提出在部分中和的铝溶液内已存在Al(OH)-4四面体结构作为前驱物的观点. 目前认为,向铝溶液中加入碱液的界面上存在较大的pH差值,会生成Al(OH)-4及随后的Al13. 这时有影响的因素除Al液的浓度和当时的水解度外,还有碱液的浓度和注入速度,混合搅拌强度, Al(OH)-4与Al13生成速度的匹配, 等等. 各种条件的最佳组合才能生成最多量的聚十三铝.

表2 不同加碱方式的聚合铝形态差异

Table 2 The chemical speciation of PAC with various approaches of base injection

加碱方式 浓度,mol/L 水解度 B* Ala ,% Alb ,% Alc ,%
AlCl3溶液 0.100 0 97.20 2.80 0
慢速注入

0.5 mol/L NaOH,
0.04 mL / min

0.100
0.125
0.111
0.100
1.0
1.5
2.0
2.5
66.83
48.92
22.81
12.48
32.68
50.42
73.39
82.85
0.49
0.66
3.80
4.67
一次加入,
强烈搅拌,
80℃加热溶解
0.125
0.125
0.125
0.125
1.0
1.5
2.0
2.5
58.98
45.38
26.77
15.36
36.98
50.40
66.35
55.38
4.04
4.22
6.48
29.26
加入固体 0.125 1.0 88.02 10.74 1.26
碳酸钠粉 0.125 1.5 63.04 28.20 7.96
  0.125 2.0 52.78 33.00 14.22
  0.125 2.5 16.86 20.68 62.46

表2是以不同加碱方式所得形态分布结果,表明在Alb的产率上有很大区别.若干文献和我们的实验证明:(1) 在不加碱的铝盐纯溶液中很难由自发水解生成Al13[2, 17]; (2)在人工加碱强制水解的铝盐纯溶液中,一定条件下生成的Alb基本上等于Al13 , 例如表3所示[2, 12, 16];
(3)在微量含碱的溶液或天然水中投入传统混凝剂时,生成的Alb将以低聚物Alb1为主,并可有少量Al13存在[13, 18].