調整聚合氯化鋁鹽基度的方法

  1、聚合氯化鋁

     無機高分子聚合氯化鋁與傳統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, 廣泛應用于工業用水、飲用水及污水處理方面, 取得了良好的經濟效益和社會效益。
     聚合氯化鋁可以看作是氯化鋁水解反應的中間體，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控制在適當的范圍內，以使絮凝效果達到最優，又使工業化生產成為可能。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生水解形成不溶性氫氧化鋁沉淀，失出絮凝作用。因此生產中將聚合氯化鋁的鹽基度控制在45% ～65%范圍內比較合適。

     根據不同的含鋁原料有不同的聚合氯化鋁生產工藝。主要有鋁礬土和煤矸石分步酸溶法、鋁灰酸溶法以及氫氧化鋁加壓酸溶法等。鋁灰酸溶法, 一次酸溶就可制成鹽基度高于60%的產品, 但由于工業鋁灰中雜質太多, 在飲用水處理中應用受到限制。利用鋁礬土和煤矸石生產時, 由于這些原料中Al2O3的溶出困難, 即使加壓解, Al2

  2、調整鹽基度的方法

     為了提高產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、石灰等進行調整, 使低鹽基度產品酸性降低, 加羥基橋聯提高鹽基度。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）

     上述三種物質都可以用來提高鹽基度，聚合鋁與氫氧化鈉、碳酸鈉、石灰水反應的摩爾比分別為 1∶1，1∶0.5，1∶0.5，堿的化合價越高，分子量越小，提高相同值的鹽基度時所用的堿量就越小，另外生成的副產物氯化鈉或氯化鈣無法與聚合氯化鋁分離。它們不僅會降低聚合物中的有效成分，還會增大固體產品的吸濕性和后處理的難度。因此在調整鹽基度時要求加入的堿應盡可能含較多的氫氧根，同時引入的副產物盡量少，保證不會引起聚合氯化鋁性能的變化。