第三章无机高分子混凝剂

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1、第三章无机高分子混凝剂无机高分子混凝剂第一节聚氯化铝第二节聚硅硫酸铝第三节聚硫酸铁第四节聚合氯化铁第一节聚氯化铝聚氯化铝简介聚氯化铝净化方法聚氯化铝合成方法聚氯化铝干燥方法聚氯化铝铝形态研究聚氯化铝的环境效应第一节聚氯化铝聚氯化铝的应用已经有30多年的历史，其应用范围和产量日益扩大，但是对于其形态研究还不深入，聚铝离子是研究无机高分子混凝剂的基础，深入研究其结构对于混凝剂的研究和使用具有非常重要的意义。聚氯化铝一般表示为[Al2(OH)nCl6-n]m，其中n可取1～5中间的任何整数，m则为≤10的整数。根据新国家标准的修订结果和无

2、机盐命名规则，2003开始实施的新的国家标准将PolyaluminiumChloride命名为聚氯化铝，并采用通式Aln(OH)mCl3n-m表示。第一节聚氯化铝---合成方法聚氯化铝的生成原料很多，包括铝屑，铝灰，煤矸石，铝土矿，高岭土，铝酸钙矿粉，氢氧化铝等。其合成方法主要有铝矾土法、铝灰法和氢氧化铝法。第一节聚氯化铝---氢氧化铝酸溶法合成方法以氢氧化铝为原料生产聚氯化铝是上世纪80年代国内和目前国外普遍采用的一种工艺，氢氧化铝纯度高，生产产品重金属含量非常低，但是由于氢氧化铝的酸溶性比较差，一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这

3、种工艺相对比较简单，但是生产的聚氯化铝的盐基度往往比较低，一般在30～50％范围内。一般可在低盐基度产品中投加铝屑、铝酸钠、碳酸钙、碳酸铝、氢氧化铝凝胶、石灰等，为了保证这种产品的重金属含量低的优势，又不引入其它杂质，一般采用加铝屑和铝酸钠的方法。添加铝屑和铝酸钠的方法成本要高于铝酸钙、铝灰。采用氢氧化铝加温加压酸溶和铝酸钙矿粉中和聚合等两道工序，具体工艺流程图(见图3-11)：氢氧化铝盐酸加热加压聚合自然沉降或过滤低盐基度聚氯化铝难溶氢氧化铝渣调整盐基度高盐基度聚氯化铝过滤液体聚氯化铝喷雾或滚筒干燥干粉或颗粒产品硫酸溶解或

4、直接回用废渣铝酸钠铝酸钙铝灰、铝屑碳酸钙石灰氢氧化铝凝胶碳酸铝图3-11氢氧化铝两步法生产聚氯化铝工艺流程图第一节聚氯化铝---氢氧化铝酸溶法氢氯化铝在高温高压下酸溶时，生成低盐基度氯化铝，反应式如下：2Al(OH)3＋nHCl＝Al2(OH)6-nCln＋nH2O（式3-11）一般n值低于3，也就是盐基度低于50％。在采用铝酸钙和氢氧化铝凝胶等调整盐基度时，可以将盐基度控制得更低，这样可以加强氢氧化铝的溶解，减少不溶性氢氧化铝的量第一节聚氯化铝---氢氧化铝酸溶法氢氧化铝酸溶配比与溶出率及盐基度的关系：表3-11氢氧化铝与盐酸摩尔

5、比与溶出率的关系项目Al2O3转化率(%)盐基度(%)pH值Al(OH)3:HCl=0.6:188.820.01.8Al(OH)3:HCl=0.9:170.820.02.2第一节聚氯化铝---氢氧化铝酸溶法反应压力对氧化铝溶出率的影响：表3-12氧化铝溶出率与反应压力的关系项目反应压力（MPa）Al2O3溶出率(%)盐基度(%)pH值0.380.0151.80.488.020.02.20.4590.521.51.5第一节聚氯化铝---氢氧化铝酸溶法物料消耗：表3-13用氢氧化铝生产1吨固体聚氯化铝的物料消耗氢氧化铝（无水）铝酸钙

6、矿粉工业盐酸工业硫酸沉淀剂0.18～0.2吨0.30吨1.0吨0.05吨2～3Kg第一节聚氯化铝---蒽醌废酸生产法蒽醌(C14H8O2)的性质与用途：蒽醌（Anthraquinone）的物理化学性质：黄色针状结晶，可燃，低毒，溶于乙醇、乙醚及丙酮，不溶于水，密度1.419～1.438，熔点286℃，沸点379～381℃。用途：有机染料重要中间体，可生产还原、分散、酸性、活性等染料。在造纸工业中用作纸浆蒸解剂。在化肥工业中用以制造脱硫剂蒽醌二磺酸钠。蒽醌作为基本有机化工原料，用途广泛，主要用于染料的生产。蒽醌及其衍生物可通过络合等化

7、工反应制成各种分子量较大、色泽鲜艳、着色力强的染料，从而形成色谱齐全、性能卓著的染料。第一节聚氯化铝---蒽醌废酸生产法蒽醌的生产工艺1.精蒽氧化法将纯度86％以上的粗蒽投入汽化锅，加热使之熔化，在265～270℃下保温,通入过热蒸汽，使液蒽鼓泡气化。蒽蒸汽和热空气混合进入固定床氧化反应器内，在365±2℃，V2O5催化剂的催化下发生氧化反应生成蒽醌。反应生成的蒽醌气体进入薄壁冷凝器冷凝，即得成品。2.苯酐法(合成蒽醌)苯酐与苯在无水三氯化铝的催化下进行缩合，生成苯甲酰苯甲酸铝复盐，经水解、酸化得到苯甲酰苯甲酸，再以发烟硫酸为脱水剂

8、经过脱水闭环等工序得到成品合成蒽醌。第一节聚氯化铝---蒽醌废酸生产法图3-12苯酐法生产蒽醌反应机理物料名称苯酐三氯化铝纯苯硫酸发烟硫酸等级99.7%98.5%工业品98%104.5%单耗73714248496002000表3-14