文章编号:1004-5422(2013)02-0194-04铝碱化剂在高铝多元盐混凝剂生产中的作用王儒富1,徐光域1,廖碧蓉1,陈刚2,向德明3,蒲丽3(11成都大学生物产业学院,四川成都610106;21重庆云阳兴达水处理材料厂,重庆404500;31成都齐力水处理科技有限公司,四川成都611830)摘要:介绍了铝碱化剂及其作用.铝碱化剂能提高活性铝矾土的酸溶)水解特性值,如反应液的pH值从2.5提高到\4.0,碱化度从50%提高到\80%,主体碱式铝(以Al2O3%计)含量从6%提高到\10%.也能提高铝酸钙粉的酸溶)水解特性值,如反应液的pH值从2.8提高到\4.0,碱化度从55%提高到\80%,主体碱式铝(以Al2O3%计)含量从6%提高到\10%.关键词:铝碱化剂;高铝多元盐混凝剂;碱化度中图分类号:TQ3141253文献标志码:A0引言通常,活性铝矾土或铝酸钙粉直接进行酸溶)水解反应时,不能得到高碱式铝、高碱化度的混凝剂,必须用铝酸盐或铝屑去提高主体碱式铝的含量和碱化度,这种铝酸盐或铝屑称铝碱化剂.高铝多元盐混凝剂,是指聚合碱式氯化(硫酸)铝铁钙镁盐,其中:主体碱式铝(以Al2O3计)的含量在固体产品中应\30%,在液体产品中应\10%;伴随铝而引入的碱式铁(以Fe2O3计)含量在固体中应在2%~3%,不能太低,否则不能与铝协同发挥絮凝作用;碱式钙、碱式镁(以CaO、MgO计)含量应控制在5%以下,对产品起到稳定作用,即使使用铝酸钙粉,其碱式钙和碱式镁计成氧化钙的含量也应控制在12.5%以下,产品才可能具有良好的混凝效果.高铝多元盐混凝剂原料易得,工艺简洁,混凝效果好,成本低廉,已被广泛应用.1铝碱化剂目前,铝碱化剂包括:常用铝碱化剂,如铝酸钙粉、铝酸钠;特用铝碱化剂,如金属铝屑;间接用铝碱化剂.铝酸钙粉由于本身含钙量高,主要用于含钙量低的活性铝矾土生产高铝多元盐混凝剂.铝酸钠广泛用于生产碱式铝盐及铝为主体的高铝多元盐混凝剂,特别适用于含钙量高的铝酸钙粉生产高铝多元盐混凝剂.硫酸可以间接用于含钙量高的铝酸钙粉生产高铝多元盐混凝剂.硫酸可以根据需要沉淀除去部分钙,相当于提高了产品中的碱式铝含量和碱化度.2酸溶)水解反应方程式及特性值测定2.1活性铝矾土和铝酸钙粉主要成分的测定本试验所用活性铝矾土主要成分测定值[1]:Al2O3=32.4%、Fe2O3=1.2%、CaO=3.6%、MgO=0.5%等,其余为盐酸不溶物.本试验所用铝酸钙粉主要成分测定值[1]:Al2O3=46.40%、Fe2O3=1.70%、CaO=32.60%、MgO=0160%等,其余为盐酸不溶物.2.2酸溶)水解反应方程式活性铝矾土或铝酸钙粉中的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等都属于活性弱碱金属氧化物.弱碱金属氧化物酸溶)水解反应分为2步:第一步,在pH值<0的反应液中,按化学计量完成酸溶反应,生成6水络合盐,pH值上升至\0;第二步,当加入过量的弱碱金属氧化物,pH值上升>0,这主要是由于弱碱金属离子(Mn+)引起水解而碱式化[羟基化(OH-)]生成碱式盐.设有x摩尔Al2O3(写成xAlO3/2)、y摩尔Fe2O3、z摩尔CaO、k摩尔MgO等发生盐酸酸溶)水解反应并聚合,则有,收稿日期:2013-04-25.作者简介:王儒富(1938)),男,副教授,从事铝(钾)硅酸盐矿石粉活化工艺与高铝多元盐混凝剂生产工艺研究.x#AlO3/2+3(x-xB)HCl+6x#H2O[3xB(H2O)w](aq)+yFeO3/2+3(y-yB)HCl+6y#H2O[3yB(H2O)w](aq)+zCaO+2(z-zB)HCl+6z#H2O[2zB(H2O)w](aq)+kMgO+2(k-kB)HCl+6k#H2O[2kB(H2O)w](aq)[Alx(OH)3xBCl(3x-3xB)/cFey(OH)3yBCl(3y-3yB)/cCaz(OH)2zBCl(2z-2zB)/cMgk(OH)2kBCl(2k-2kB)/c#wH2O]m+aq(1)式(1)中:c表示酸根化合价,Cl-化合价=1,SO2-4化合价=2;w=6(x+y+z+k)-B(3x+3y+2z+2k),w值是6水络合物水解后水的摩尔数;x=5.89@Al2O3%;y=3.76@Fe2O3%;z=3.57@CaO%;k=4.96@MgO%;[OH-]=5.89@(OH)%;x、y、z、k、[OH-]表示在100g生成物中相应金属离子及[OH-]的摩尔数;而Al2O3%、Fe2O3%、CaO%、MgO%、(OH)%为相应组分碱式物的测定值;5189、3176、3157、4196、5189等为相应组分的质量分数换算为质量摩尔数的换算系数;m是聚合物分子量或表示聚合度[聚合度=聚合物分子量/(m=1)的分子量].此外,式(1)中,m=1的分子式为基本分子式,无论在液体或固体中都是相同的.在合成反应液中,考虑到液/固比、胶体粒子浓度过大而会凝胶等因素,液体采用固体基本分子式含量的1/3,即1000kg液体高铝多元盐混凝剂的含量是固体高铝多元盐混凝剂含量的1...
