聚合氯化鋁鐵絮凝劑的制備及絮凝性能研究.pdf

1、隨著科學技術的進步，已產生許多水處理方法，如吸附法、化學氧化法、離子交換法、生化法、電滲析及絮凝沉淀法等。而應用最廣、適用性最強、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)處理單元的運行工況、處理費用和最終出水水質，而目前應用最為廣泛的絮凝劑就是無機高分子絮凝劑，無機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；雖然聚合鐵鹽類絮凝劑及其水解產物形成的絮體強度大、沉降性好、脫水性能強、凈水效果顯著、受水質影響小、pH適用范圍廣、價格低廉，但鐵鹽具有很強的腐蝕性，殘余鐵通常會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上發(fā)展起來的一種無機高分子絮凝劑，它同時具有鋁鹽和鐵鹽絮凝劑的優(yōu)點，又彌補了二者的不足，尤其是對低溫低濁水，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法從鋁土礦中提取氧化鋁，由于該工藝對鋁的含量要求極高，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，不僅浪費大量的寶貴資源，也對環(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高分子絮凝劑，對于充分利用資源，保護環(huán)境都有良好的經濟效益和社會效益。 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)。在第一步反應中，在鋁礬土中加入適量的混和酸加熱攪拌反應一定的時間，使鋁礬土中氧化鋁和鐵充分溶解出來，因為鋁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格的含鐵試劑，只需要在第二步反應中加入適量的鋁酸鈣粉調節(jié)氧化鋁和鐵的含量，同時提高產品的鹽基度，繼續(xù)加熱攪拌，反應一定時間，冷卻沉化即可制得聚合氯化鋁鐵絮凝劑。 實驗結果表明： 在鋁礬土的酸溶實驗中，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3h,保持反應溫度為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7h,同時在反應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構既不同于聚鋁，也不同于聚鐵，是具有較大聚合度