无机絮凝剂的性质

无机絮凝剂的性质

来源:世界化工网

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常用的无机絮凝剂有铝盐系列，如明矾、三氯化铝、硫酸铝。目前碱式氯化铝越来越引起人们的重视。而对铁盐系列无机絮凝剂，如三氯化铁、硫酸亚铁应用的较少，只在少数的废水处理中应用。但是最近几年来人们对碱式氯化铁和碱式硫酸铁的研究和应用有所增加。

一、无机絮凝剂的性质

能够使胶体颗粒脱稳和产生絮凝沉淀的铝盐和铁盐是有效的、价格低廉的无机紫凝剂。为了掌握它们的絮凝作用，达到良好的絮凝效果，首先应该了解它们的性质。

1.硫酸铝

化学式是Al2（SO4）3·18H2O，呈白色粉末状或块状，有涩味。在水中发生水解反应，水解反应速度缓慢。工业纯的硫

酸铝含Al2（SO4）3大约为20％一25％，化学纯的硫酸铝含

Al2（SO4）3大约为50％一60％。一船情况下，使用的pH

值范围为6．o一7．8。当pH值＝4—7时，以去除水溶液

中的有机构为主，当pH值＝5．7—7．8时，以去除水溶液

中的悬浮物为主，当PH值＝6．4—7．8时，可以处理高浊

度废水和低色度废水。适合的水温为20一40℃，通常的用量

为15—100mg/L。

工业纯的硫酸铝．合有20％一30％的水不溶物，在使用时需要清除残渣。

高浓度的硫酸铝的水溶液有腐蚀性，可存放在塑料、不锈钢等容器中。

2.明矾

明矾又名硫酸铝钾，化学式为Al2（SO4）3·K2SO4·24H2O。实质上，明矾是硫酸铝和硫酸钾的复盐，使用条件与硫酸铝相同。因为含有硫酸钾，使能够起絮凝作用的Al2（SO4）3的含量降低，其中的硫酸钾白白浪费，所以使用明矾不如使用硫酸铝更为合理，现在一般都使用硫酸铝。

3.无水氯化铝

无水氯化铝呈无色透明片状结晶，六方晶系，化学式为AlCl3。其工业品因合有铁、游离氯等杂质，而呈淡黄色、黄绿色和红棕色等。易溶于水，能生成AICl3·6H2O，同时放出大量热；能够溶于乙醇和乙醚等有机溶剂中，不溶于苯。暴露在空气中，易吸收水分并水解放出氯化氢气体。能升华。

如果人的皮肤接触无水氯化铝，同时又接触水时，能剧烈灼烧皮肤。所以，当无水氮化铝落在皮肤上时，先应干拭，再用大量清水冲洗。

4.结晶氯化铝

结晶氮化铝的化学式是AICl3·6H2O，无色结晶。工业品为

淡黄色或深黄色。吸湿性很强，易潮解，在潮湿空气中水解生成氯化氢白色烟雾，加热分解放出水和氯化氢。

溶于水、乙醇、乙醚和甘油中，其水溶液为酸性，微溶于盐酸。

5.硫酸亚铁

硫酸亚铁又名绿矾，化学式是FeSO4·7H2O，呈蓝绿色．合Fe20％。有颗粒状、粉末状、晶体状。溶于水，具有还原作用。使用的pH值范围为5．5—9．6，水温对其絮凝作用的影响较小。容易水解，适用于浓度大、碱性强的废水。絮凝作用稳定，形成絮凝体的速度快，絮凝效果良好。但有较大的腐蚀作用。

6.三氯化铁

三氯化铁的化学式为FeCl3，·6H2O，呈片状和块状，六方晶系。吸湿性强，易溶解于水，同时水解生成棕色絮状的氢氧化铁沉淀。它有较强的氧化性，能溶于乙醇、乙醚、苯胺等有机溶剂，残渣量少。可用以活性污泥脱水。使用的pH值范围为6．0—11．0，最佳的pH值范围为6．0一8．4。通常的用量为5—1000mg／L‘。形成的絮凝体粗大，沉淀速度快，不受温度的影响。用它来处理浊度高的废水，效果更显著。它的腐蚀性大，比硫酸亚铁的腐蚀性强。它能腐蚀混凝土和使某些塑料变形。当它溶解于水时，产生氯化氢气体．污染周围环境。

7.碱式氯化铝

磺式氯化铝又叫聚合氮化铝。其化学通式为【Al2（OH）

m Cl6-M】,式中m≤10，n=1~5。呈无色或黄色固体。它是无机高分子化合物，具有桥连作用和吸附性能。使用的pH值范围是5—9，水温对其使用的影响不大。比硫酸铝的用量少，絮凝效果好，易于过滤，设备简单，操作方便，腐蚀性小，成本低。

8.碱式硫酸铁

碱式硫酸铁又叫聚合硫酸铁，其化学通式

【Fe2（OH）m（SO4）3-m/2】n，使用的pH值范围是5．0一

8．5，适合的水温为20一40℃，用量少，絮凝效果良好，

絮凝体沉淀速度快。在水溶液中，残留的铁比三氯化铁少。在

无视絮凝剂中，它对溶液中COD(化学需氧量)的去除率和脱色

效果是最好的。它的腐蚀性也比三氯化铁小。

在水溶液中，铝离子和铁离子都是以水合离子形式存在。

每个金属离子一般有4或6个配位水分子，而铝离子和铁离

子的配位水分子是6个。在离子水台层中，配位水分子的酸度

比水中大得多，这样，便可把水合的金属离子看作是酸，因此

有下列反应方程式：

其水解反应速度和最终的水解产物与PH值有关。

在许多炼油厂的废水处理中、由于硫化物的存在和很强的还原性，使废水中的三价铁还原成二价铁，并形成三硫化二铁与硫化亚铁的混合物。这种混合物没有絮凝能力，故难以采用铁盐做絮凝剂。事实上，有些炼油厂使用一些铁盐，促不是作为絮凝剂用，恰好相反，其目的是使悬浮物和胶体稳定，而不是使它们脱稳。

当使用铝盐做絮凝剂时，就不存在硫化物的干扰问题了。因为铝盐不起氧化还原反应，也不能与硫化物起反应，所以水中含有的硫化物，对铝盐絮凝没有影响。但是由于铝盐具有两

性和在pH值＝5—8时溶解度非常低，使它的应用有一定的局限性。

明矾遇水后很快地水解，形成高分子化合物。水解途径和反应速度受pH值、温度及其他离子等因素的影内。当向水中加入的明矾超过水解度时，便会发生按较复杂的水解途径进行水解，最后形成沉淀。水解反应并非瞬间就能完成，随潜水解反应的进行，形成带正电荷的含氢氧根的高分子化合物；此化合物能够吸附胶体颗粒，并且吸附能力有所增大，这是由于水解后形成的高分子化合物的配位体是氢氧根，并带有电荷，使体积增大以及水合作用减少的缘故。

O2- 离子、OH- 离子和水分子的半径相近似，铝和OH- 结合时，配位数是6，水分子能够取代OH- ，所以铝有6个配位水分子。在酸性溶液中[AI(H2O)6]3+ 占主导地位。

当溶液的pH值升高时，[AI(H2O)6]3+ 首先失去一个H+ 而形成[AI(H2O)5 (OH)]2+ 离子。这个高于具有正八面体结构，不过氢氧根离子间的距离却比Al—H2O间距离稍微短些。许多科学工作者报道过这种单体离子，这些单体离子表现出具有强烈地聚合成大分子的趋势。聚合的过程是在两个相邻的铝离于之间形成两个OH键桥。图5—1表示出二聚物[AI2(H2O)8（OH）2]4+ 离子的结构。