聚合氯化鋁鐵絮凝劑的制備及絮凝性能研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，已產(chǎn)生許多水處理方法，如吸附法、化學(xué)氧化法、離子交換法、生化法、電滲析及絮凝沉淀法等。而應(yīng)用最廣、適用性最強(qiáng)、成本最低廉的方法是絮凝沉淀法。絮凝沉淀法作為一種較為有效的預(yù)處理方法，其絮凝劑絮凝效果的好壞直接決定后續(xù)處理單元的運(yùn)行工況、處理費(fèi)用和最終出水水質(zhì)，而目前應(yīng)用最為廣泛的絮凝劑就是無機(jī)高分子絮凝劑，無機(jī)高分子絮凝劑主要有聚合鋁及聚合鐵兩大類。 聚合鋁鹽類絮凝劑及其水解產(chǎn)物存在著沉降速度慢、污泥疏松量大

2、、除色效果差、殘余鋁具有毒性等缺點(diǎn)；雖然聚合鐵鹽類絮凝劑及其水解產(chǎn)物形成的絮體強(qiáng)度大、沉降性好、脫水性能強(qiáng)、凈水效果顯著、受水質(zhì)影響小、pH適用范圍廣、價(jià)格低廉，但鐵鹽具有很強(qiáng)的腐蝕性，殘余鐵通常會(huì)使處理后水體帶黃色，影響出水效果。而聚合氯化鋁鐵絮凝劑（PAFC）是在鋁鹽和鐵鹽絮凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種無機(jī)高分子絮凝劑，它同時(shí)具有鋁鹽和鐵鹽絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了二者的不足，尤其是對(duì)低溫低濁水，低溫高濁水處理效果更佳，可廣泛用于飲用水、

3、市政用水及多種工業(yè)廢水的處理。 低品位鋁礬土礦是指Al2O3含量在25％～4O％，全Fe含量大于2％的高鐵礬土礦。我國有許多鋁礬土礦都是這種低品位鋁礬土。由于其含鐵量較高，既不適合作工業(yè)鋁的生產(chǎn)原料，又不適宜作耐火材料，而目前普遍采用的拜耳法和燒結(jié)法從鋁土礦中提取氧化鋁，由于該工藝對(duì)鋁的含量要求極高，一般鋁含量小于45％的鋁土礦都被視為廢渣而不能使用。而化工廠的廢鹽酸及氯化氫氣體排放到環(huán)境中，不僅浪費(fèi)大量的寶貴資源，也對(duì)環(huán)境造

4、成巨大的壓力。因此研究利用廢棄的低品位鋁礬土及回收化工廠廢酸制備無機(jī)高分子絮凝劑，對(duì)于充分利用資源，保護(hù)環(huán)境都有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 本文以低品位鋁礬土、鋁酸鈣粉、廢鹽酸為主要原料采用兩步法制備聚合氯化鋁鐵絮凝劑。首先將鋁礬土在800℃高溫下焙燒2h,粉碎過60目篩(顆粒直徑為0.25mm)。在第一步反應(yīng)中，在鋁礬土中加入適量的混和酸加熱攪拌反應(yīng)一定的時(shí)間，使鋁礬土中氧化鋁和鐵充分溶解出來，因?yàn)殇X礬土本身含有大量的鐵，所

5、以在制備過程中不需要再另外加入高價(jià)格的含鐵試劑，只需要在第二步反應(yīng)中加入適量的鋁酸鈣粉調(diào)節(jié)氧化鋁和鐵的含量，同時(shí)提高產(chǎn)品的鹽基度，繼續(xù)加熱攪拌，反應(yīng)一定時(shí)間，冷卻沉化即可制得聚合氯化鋁鐵絮凝劑。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： 在鋁礬土的酸溶實(shí)驗(yàn)中，將300ml15％的混和鹽酸和110mlH2O水加入帶有回流冷凝管的四口燒瓶中，溶液加熱至80℃，再加入150g鋁礬土，加熱攪拌反應(yīng)3h,保持反應(yīng)溫度為105℃，鋁礬土中氧化鋁溶出率為8

6、0.84％，全鐵的溶出率為92.15％。 在第一步酸溶反應(yīng)液中再加入142ml15％的混合鹽酸和140ml水，60g鋁酸鈣粉，減緩攪拌速度，加熱溫度至105℃，繼續(xù)聚合反應(yīng)7h,同時(shí)在反應(yīng)的過程中通入適量的水蒸汽，即可制得Al2O3含量為9.73％，,Fe含量為1.62％，鹽基度B為79.4％的聚合氯化鋁鐵絮凝劑。 經(jīng)電鏡掃描和紅外光譜分析，制備的聚合氯化鋁鐵絮凝劑物貌結(jié)構(gòu)既不同于聚鋁，也不同于聚鐵，是具有較大聚合度