聚合氯化铝生产工艺试验研究

KC020-1 CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY

毕业论文

题目聚合氯化铝生产工艺试验研究

二级学院（直属学部）：理学院

专业：化学工程与工艺班级：

学生姓名：学号：

指导教师姓职称：讲师

评阅教师姓名：职称：

2014年6月

摘要

聚合氯化铝又称碱式氯化铝，简称PAC，其化学通式为[Al2(OH)n Cl6-n],是一种无机高分子的高价聚合电解质混凝剂，是介于三氯化铝和氢氧化铝之间的水解产物，该产品有较强的架桥吸咐性能，在水解过程中，伴随发生多羟基凝聚，吸附和沉淀等物理化学过程。本研究以铝灰和盐酸为原料，用一步酸溶法制备聚合氯化铝，探讨了投料比、加水量、盐酸浓度、反应时间、反应温度等对聚合氯化铝产品的影响，以及所制聚合氯化铝对废水的处理效果。

关键词铝灰酸溶聚合氯化铝净化

Abstract

The PAC also known as basic aluminum chloride, referred to as the PAC, the chemical formula for the[Al2(OH)n Cl6-n], is an inorganic high polymer electrolyte polymer coagulation agent, is between Aluminum chloride and aluminum hydroxide hydrolysis products between the product has a strong bridge adsorption properties, in the hydrolysis process, with many hydroxyl condensation occurs, adsorption and precipitation of other physical and chemical processes. Introduced to the aluminum dust and hydrochloric acid as raw material, aluminum chloride prepared by step method of acid. Discussed the feed ratio, amount of water, hydrochloric acid concentration, reaction time and reaction temperature on the impact of PAC products, which had been obtained in the PAC on the effect of wastewater treatment. Keywords: aluminum gray ; acid soluble;PAC;purification

目录

摘要..................................................................................................................................I Abstract: ...........................................................................................................................II 1引言 (2)

1.1聚合氯化铝简介 (2)

1.2聚合氯化铝的基本性质 (2)

1.3聚合氯化铝的的特点 (3)

1.4 聚合氯化铝的净水作用机理和应用领域 (3)

2聚合氯化铝工艺方法简介 (5)

2.1生产原料简介 (5)

2.2生产方法简介 (5)

2.2.1 铝屑、铝灰、铝渣为原料 (5)

2.2.2 氢氧化铝为原料 (6)

2.2.3氯化铝为原料 (6)

2.3 铝灰成分分析 (7)

3 实验部分 (9)

3.1 主要实验药品和仪器 (9)

3.2 聚合氯化铝的制备和测定 (9)

3.2.1 制备 (9)

3.2.2 硅铝镁的测定 (10)

3.3 铝灰制备聚合氯化铝 (10)

4 实验数据处理与讨论 (11)

4.1 投料比[铝灰量（g）/HCl(mL)]影响 (11)

4.2 水浴温度对氧化铝浸出率影响 (11)

4.3 水浴时间对氧化铝浸出率影响 (11)

4.4 加水量影响 (11)

4.5 盐酸浓度影响 (11)

4.6 产品盐基度调整 (12)

4.7 产品处理污水效果评价 (13)

5 结论 (14)

致谢 (15)

参考文献 (16)

1引言

1.1聚合氯化铝简介

聚合氯化铝（Polyaluminium Crforide) 简称PAC，通常也称作碱式氯化铝或混凝剂等。聚合氯化铝是介于AlCl3与Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为[Al2(OH)n Cl6-n]m，其中m代表聚合程度，n表示PAC产品的中性程度。聚合氯化铝具有混凝力强，用量少，净水效率高，适应能力强的特点，是目前世界上技术成熟、市场销量大的絮凝剂[1]。聚合氯化铝呈黄色、深褐色、深灰色树脂状固体。聚合氯化铝有较强的架桥吸附性能，在水解过程中，伴随发生凝聚、吸附和沉淀等物理化学过程。

1.2聚合氯化铝的基本性质

聚合氯化铝的外观性质与盐基度、制造方法、杂质成分以及含量有关。纯液体聚合氯化铝，盐基度在40%～60%范围内时，为淡黄色透明液体，在60%以上时，逐步变为无色透明液体。固聚合氯化铝，盐基度在30%以下时为晶状体，在30%～60%范围内时为胶状物，在60%以上时逐渐变为玻璃体或树脂状。而用铝土或黏土矿制造的聚合氯化铝色泽为黄色至褐色透明液体。

聚合氯化铝味酸涩，加温至110℃以上时，发生分解，陆续放出氯化氢气体，最后分解为氧化铝。它能与酸发生解聚反应，使聚合度和盐基度降低，最后变为正铝盐。其易溶于水，并发生水解生成[Al(OH)3(OH2)3]，沉淀水解过程中伴随有电化学、凝聚、吸附、沉淀等物理化学过程。

聚合氯化铝在常温下化学性质稳定，久贮不变质，固体裸露易吸潮，但不变质，无毒无害。其适应水的范围比较广泛，pH值为4～14的水均可以发挥作用，但最佳处理范围pH值为6～8。聚合氯化铝具有处理水体适应能力强，反应快、耗药少、制水成本低，矾花大、沉降快，滤性好的优点，可提高设备的利用率。它与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐，而聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羟基络合物组成，为无定形的无机高分子，因而聚合氯化铝表现出许多不同于传统混凝剂的特异混凝功能。

聚合氯化铝的理化性质（见表1-1）：

表1-1 聚合氯化铝理化性质