购买聚合氯化铝注意什么?水处理药剂采购注意事项

 2021-02-26    1114  

公司采购聚合氯化铝需要注意那些事项,聚合氯化铝不能与那些化学产品共用,聚合氯化铝的使用方法是什么?


聚合氯化铝(polyahiminium chloride, PAC) 聚合氯化 铝的分子式一般写作为〔AlJOHXLr式中mW10, =3~5,又称聚铝、碱式氯化铝。

① 物化性质 聚合氯化铝是一种配位化合物型的无机高分子 化合物,通过羟基起架桥作用交联而成,分子中所含羟基数目n 不等。聚合氯化铝固体呈无色至黄色树脂状,易潮解;溶液为无色 至黄褐色透明液体。聚合氯化铝易溶于水并发生水解,水解过程中 伴随有电化学、凝聚、吸附、沉淀等物理化学现象。

② 制备过程 聚合氯化铝的制备方法一般有两大类,化学反 应的本质分别是三氯化铝水解和氢氧化铝中和,因使用的铝原料不 同而有多种制备路线,20世纪70年代以后我国用于工业水处理 聚合氯化铝多釆用“酸溶铝灰一步法”生产,反应原理和方法的工 艺流程如下:


随着聚合氯化铝应用范围的扩大,对产品中的杂质要求越来越 严,现在很多生产过程釆用氢氧化铝和盐酸中和、水解聚合,结晶 三氯化铝沸腾热解等原料较纯的方法生产聚合氯化铝,以满足不同


应用领域的品质要求。

③ 质量标准 国内企业执行GB 15892—1995水处理剂聚合氯 化铝国家标准,主要指标见表2-5,杂质含量指标见表2-6。可参 考的国外标准有J1SK1475—1978 (日本工业标准),DIN 19634— 1985 (德国工业标准)等。

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许多实验结果和应用效果都表明,聚合氯化铝分子结构中,羟 基0H与A1的比值对混凝效果的影响非常明显,该比值用盐基度
B 表示,其定义B = ([OH]/3[A1]) x 100% = 〃/6, 〃为单体 A12(OH)”CM 中 OH 的摩尔数。GB 15892—1995 产品质量指 标中要求盐基度范围(当量比)在45%〜85%之间。PAC是由不同 聚合度的各形态组分组成的水溶性混合体系,混凝效率主要由它的 形态分布和结构特征所决定,影响其形态分布的因素有Al3+的总浓 度、溶液的pH值、碱化度(盐基度)B老化时间&等,最主要的 指标为碱化度近年来,也有研究用水解度作为聚铝等高分子 絮凝剂的基本特征参数,并提出了相应的计算公式。

聚合氯化铝用作水处理过程的混凝剂,具有以下几个优点:

a. 适应水质范围较宽;

b. 相对于硫酸铝而言,混凝效果随温度变化较小;

c. 形成絮体的速度较快,絮体颗粒和相对密度都较大,沉淀 性能好,投加量较小;

d. 适宜的pH范围在5~9之间,过量投加一般不会出现胶体 的再稳定现象;

e. 药剂配制后投加对设备的腐蚀作用小,且对出水水质影响 不大。

④PAC的形态分布与水解-聚合机理聚合氯化铝的研究开发 是基于对硫酸铝水解物种的混凝行为的深入理解,将Al3+的水解 过程提前到反应制备过程中,产品以各种聚合物物种和akoh3⑸ 的形态直接存在于水中,在混凝过程中就不会出现AP+的水解过 程,通过调节水解聚合反应条件可控制产品中有效活性组分的比例 和形态分布,以提高混凝作用的效果。

鉴定PACAF+盐水解-聚合产物形态结构的方法主要有电 位滴定,分光光度,光散射,红外光谱,小角度X射线散射

(SAXS),核磁共振(2A1NMR)技术等。将其有文献报道的水解- 聚合产物粗略归纳可分为三大类:


与硫酸铝一样,因为实验条件加上研究测试方法的不同,提出 PAC中铝离子的各种水解物种的结构形态分布有较大的差别。

对于铝盐水解-聚合机理的理解大致有两种观点,一是认为其 形态是由单体到高聚物逐步演变且连续分布,在一定条件下各种形 态存在的相对比例由水解-聚合平衡所确定;二是认为其形态只是 集中于几种形式,且可相互直接转化,在不同条件下占有不同比 例。一般认为A1”是聚合铝中的最佳凝聚-絮凝成分,其含量可以 反映制品的有效性,因而高含量A、成为聚合铝制造工艺追求的目 标。但由于缺少公认的鉴定AF+盐水解-聚合产物中各组分形态的 方法,尚无法从实验上建立水解-聚合动力学方程,A113的生成条件 和形态组成一直存在争议,只能根据不同的实验结果加以推测。四 面体结构的A1(OH)4是形成A113O4(OH)^的前驱物,在AF+ 水解-聚合过程中,六配位铝与四配位铝在12:1的情况下,形成最 多的A1O4A112(OH)^ ,当然Al液的浓度及当时的水解度、碱液的 浓度和注入速度、混合搅拌强度等生产工艺条件对AI13的形成都有 明显的影响。

⑤PAC各形态组分的空间结构 目前对PAC各组分形态结构 研究主要集中在讨论其空间结构。在A1-"盐水解-聚合过程中形成 的A1I3O4(OH)^ ,由一个四配位四面体铝A1O4通过氧桥和周围 12个六配位八面体铝结合而成,当羟铝比(摩尔比)〉2.8时, AC中的四面体铝Al逐渐消失,最后在羟铝比二3时,形成无定 ai(oh)30 ai(oh)3是层状结构,每一层都由六配位的八面体铝 通过羟桥互相联结而成六元环,六元环共边形成单层结构,层与层 再相互堆积成三维结构。采用X射线衍射方法测定了A、的晶体结 构,粒径测定为12><10-1咏,如图2-12 (a)所示的Keggin型笼 状三维结构。二聚体和三聚体的空间结构是根据某些实验结果和结 构化学的有关规律推断得到的,分别如图2-12 (b)(c)所示。

⑥PAC的混凝作用机理 PAC是由Al3+盐水解-聚合产 物—不同聚合度的阳离子所组成,其混凝作用机理可概括为三 点:一是,对水中胶体颗粒污染物进行电性中和脱稳的凝聚作用; 二是,对已凝聚的次生粗大颗粒进行吸附架桥的絮凝作用;三是, 除去水中有害离子的吸附和络合作用。因此PAC可以处理生活用 水和工业废水,并能吸附去除一些有害的阴、阳离子。

PAC的絮凝作用主要取决于A1"盐水解-聚合产物中多聚体的


表面结构特征。多聚体表面上极性活性部位应该和被凝聚的次生粗 大颗粒表面上活性部分进行较强烈的相互作用,即只有二者的表面 结构相适应,絮凝过程才能自动向体系能量减小的方向逬行。水中 有害离子的去除,也可能主要是靠其中的多聚体及凝聚产生的次生 粗大颗粒表面上极性活性部位和正、负离子发生强烈吸引作用完成 的,当然在某种场合也可能是通过与A13牛形成络合物而去除。由 此可见,对PAC中各组分形态的差异、AF+盐水解-聚合产物和水 中胶体颗粒污染物结构特征等进行深入的探讨,是今后一段时间内 无机高分子絮凝剂PAC作用机理研究的主要方向。

为了解释说明PAC对水中胶体颗粒或胶体污染物的混凝作用条 件,一些学者研究并给出了各种混凝区域图,例如表明药剂投加量 C和颗粒物表面积浓度S的。S图,CpH关系的IgC-pH团以及 IgC-lgS-pH图等,还利用表面化学和电化学中双电层概念,通过有 效扩散层电荷密度、电位和有效碰撞系数的计算得到了絮凝效率 /财,财和〃分别为混凝前后颗粒物的浓度。这些工作对促进混凝 机理的发展起了很大作用,代表了混凝机理研究的阶段性水平。



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