1.3 聚合氯化铝的应用
1 城市给排水净化：河流水、水库水、地下水。 2 工业给水净化。 3 城市污水处理。
4 工业废水和废渣中有用物质的回收、促进洗煤废水中煤粉的沉降、淀粉制造业中淀粉的
回收。
5 各种工业废水处理：印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油废水、造纸废
水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水、污水处理。 6 造纸施胶。 7 糖液精制。 8 铸造成型。 9 布匹防皱。 10 催化剂载体。 11 医药精制 12 水泥速凝。 13 化妆品原料。
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2.实验
2.1实验原理
聚合铝是介于氯化铝和氢氧化铝之间的一种中间水解产物，通过羟基而架桥聚合，分子中带有数量不等的羟基。由于铝箔的主要成分为铝，铝与盐酸反应，通过溶出、水解、聚合等反应过程制得聚合铝。其主要反应如下： 1．铝箔中的铝、三氧化铝与盐酸反应：
2A1+ 6H+ →2Al3+ + 3H2↑ Al2O3+6H+→ 2Al3++3H2O
2．Al3+与水结合生成水合铝离子。(pH3.5～4.0)： Al3++6H2O→[Al(OH2)6]2+
3．随着反应的进行Al3+不断溶出，由于反应物盐酸的消耗，只是反应体系pH之逐渐升高OH-浓度也不断增加，水合铝离子水解生成多核络合物。
[Al(OH2)6]3+→[Al(OH)(OH2)3]2++H+ [Al(OH)(OH2)3]2+→[Al(OH)2(OH2)4]++H+ [Al(OH)2(OH2)4]+→[Al(OH)(OH2)3]↓+H+
4．当溶液的pH值升高到4.0左右,其中相邻的两个OH-间就发生架桥聚合。 滤渣氢氧化铝与适量氢氧化钠反应。 5．重复以上多络合,聚合反应。
目前聚合氯化铝的生产方法有酸法、碱法、中和法等。我们采用酸法制备聚合氯化铝。然后通过实验检测所得产品的质量和净水效果。[9]
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2.2 主要原料
表1 主要原料
实验试剂 试剂规格 分析纯 工业品 生产厂家 宿州化学试剂有限公司 水 盐酸 宿州化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 氨水 工业品 废弃铝箔 工业品 2.3 实验仪器
表2 试验仪器
仪器名称 仪器来源 酸度计（PHS-PI型）、增力搅拌器 金坛市金域国盛实验仪器厂 （JJ-2型） 可调式恒温干燥箱（HX-2000型） 金坛市金域国盛实验仪器厂 马福炉 上海化工研究院仪器厂 恒水温浴槽 上海化工研究院仪器厂 2.4 铝箔制备聚合氯化铝的实验步骤
1．在试管中加入一定量的铝箔，然后加入一定浓度的氢氧化钠5ml，加热至不再有气泡冒出，记录反应时间及室温，收集氢气并记录体积，将试管中固液分离，固体倒出清洗、烘干、称量，计算回收率。液体即为碱性偏铝酸钠溶液。
2．在试管中分别加入一定量的铝箔，之后向试管中分别加入一定浓度的盐酸，记录反应
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时间及室温，收集氢气并记录体积，将试管中固液分离，固体倒出清洗、烘干，称量计算回收率，液体即为酸性氯化铝溶液。
3．取一定量的碱性偏铝酸钠溶液于烧杯中，在不断搅拌下逐渐加入酸性氯化铝溶液，使之混合均匀，进行充分反应生成聚合氯化铝，当pH值达到3.5～4.0时停止反应、静置、热化、过滤得到聚合氯化铝溶液。
4．将得到的聚合氯化铝溶液蒸发、浓缩、干燥，可得到固体聚合氯化铝产品，即高效净水剂。[9]
2.5聚合氯化铝的制备 2.5.1 铝箔与纸塑膜的分离
将铝箔纸铝箔塑膜在水中加热、进行机械搅，拌使铝箔与纤维或塑膜分离得到的铝箔用于生产聚合氯化铝。纤维用于造纸塑膜用于塑料的再生。
2.5.2 酸溶
将铝箔称取3g放入100ml的烧杯中,在搅拌下加入15ml 6mol/L HCl溶解后，进行过滤。
2.5.3 稀释聚合
将过滤后的滤液加入 5ml的水，平均分成两份，取其中的一份，在搅拌下滴加6mol/L氨水，至pH值为6.0～6.5，然后进行抽滤，将抽滤后的Al(OH)3转移到另一个烧杯中，滤液回收NH4Cl,将另一份 AlCl3溶液在加热搅拌下，加入Al(OH)3到的烧杯中，至溶液透明把溶液置入60℃恒温下聚合12h，即得淡黄色的液体产品。
2.5.4 干燥
将聚合后的液体产品转移到瓷坩锅中，置于干燥箱进行干燥，干燥温度控制在 90℃，干燥后的固体产品为淡黄色，即为聚合氯化铝。（固态聚合氯化铝PAC易吸水，需干燥保存。）[7]
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3、 结果与讨论
3.1 聚合氯化铝的质量检测
按国家标准对固体产品进行了检测，结果见表3，由表3可知，所合成的产品符合国家标准
表3 聚合氯化铝质量检测表。[9] 项 目 外观 密度（g/cm3） Al2O3(%) 碱化度(%) pH值 水不溶物 固体产品（国家标准） 淡黄色或黄褐色固体 >1.2 >30 60～70 3.5～4.0 微 量 实验得固体产品 淡黄色 1.2183 32 61 3.6 微 量 3.2 聚合氯化铝的应用效果 3.2.1 净水原理
由于聚合氯化铝是通过羟基架桥聚合而成的一种多羟多核配合物，有较一般絮凝剂Al2(SO4)3明矾或 FeCl3等大得多的分子量且有桥式结构，所以它有很强的吸附能力。另外，它在水溶液中形成许多高价配阳离子，比如 [Al2(OH)2(H2O)8]4+和[Al3 (OH)4(H2O)18]5+ 等它们能显著降低水中泥土胶粒上的负电荷，此在水中凝聚效果显著，降快速能除去水中的悬浮颗粒和胶状污染物及高毒性重金属铬、铅而达到净水的目的[9]。
3.2.2 聚合氯化铝的应用效果比较
应用本产品进行了净水和废水处理实验，并与Al2(SO4)3 简称为AS（俗称明矾溶于水后能使水中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块絮状物，从而自水中除去，故用作供水和废水的混凝剂）。
进行了比较结果见表4、表5、表6。由表4、5、6数据可以看出，应用PAC净水和处理废水的效果均优于苛AS且随着原水浊度的提高其处理效果愈明显。
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