聚合氯化铝的制备和性能

     聚合氣化铝(PAC)是一种高性能无机高分子絮凝剂，由于分子结构大，吸附力强，凝集力强，形成的絮体大，沉降快，投加量少的特点。聚铝实质上是铝盐在水解-聚合-沉淀的动力学过程中的中间产物，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、氯化铝、硫酸铝、氢氧化铝、铝酸钙、铝钒土、铝灰等。其中以铝灰为原料采用酸溶一步法制备聚合氣化铝的方法成本最低，因此在工业生产中得到广泛的应用。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AL₂O₃含量和盐基度的影响，并考察了产品的混凝沉降性能。

     1实验部分 
     1.1聚合氯化铝的合成
     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
     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
     2 1水、盐酸、铝灰用量对聚合氯化铝产品质量的影响
     从图1可以看出，当盐酸（25g)和铝灰量（15g) 不变时，水的用量对产品盐基度的影响较大，对产品AL2O3含量影响并不大。三者最佳的配比（质量比）为铝灰∶盐酸∶水量=0.6∶1∶0.9，此时产品的盐基度为54.95%，AL2O3含量为9.81%。

     图2表明，当水量（22.5g)和铝灰量（10g）不变时，盐酸量增大降低了产品的盐基度。这是因为盐酸量的增大必然減少产品中羟基的数量，因而导致盐基度的下降。当盐酸用量为20g时产品AL₂O₃含量最高，达到11.01%。

     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AL₂O₃含量产生很大影响，但对盐基度影响很大。 当铝灰∶盐酸∶水量=0.6∶1∶0.9时，产品的盐基度最高，达到54.95%。

     由以上实验结果可以看出，当铝灰：盐酸：水 量=0.6∶1∶0.9时所得产品质量较好，盐基度、AL₂O₃含量均较高。
     2 2混凝效果

     将按照铝灰：盐酸：水量=0.6∶1∶0.9的比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∶盐酸∶水量=0.6∶1∶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氣化铝时，最佳的原料配比为铝灰∶盐酸∶水量=0.6∶1∶0.9,所制备聚合氯化铝盐基度达到50%以上，AL₂O₃含量9 5%以上。
     (2) 按照最佳原料配比制备的聚合氣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10NTU以内。