聚合氯化鋁屬于酸性絮凝劑。聚合氯化鋁為酸性主要原因是:生產(chǎn)原材料為鹽酸、鈣粉、氫氧化鋁,在生產(chǎn)中工藝的不同,也決定產(chǎn)品的酸性不同,其中噴霧干燥型聚合氯化鋁比滾筒干燥型聚合氯化鋁的酸性高。
那么,為什么聚合氯化鋁呈現(xiàn)酸性?
呈現(xiàn)酸性的主要原因是其含有羥基(-OH),含羥基的物質(zhì)溶于水中時,如果羥基電離,那么就呈現(xiàn)酸性,如果羥基不電離,那么就取決于其他基團(tuán),比如有氨基就是堿性,如果沒有其他表酸堿性的基團(tuán),那就呈現(xiàn)中性。
聚合氯化鋁一般表示為[Al2(OH)nCl6-n]m,其中n可取1-5中間的任何整數(shù),m則為<10的整數(shù),是一種介于AlCl3和Al(OH)3之間的高分子絡(luò)合物,顏色呈紅褐色或淡黃色。
聚合氯化鋁對水中膠體顆?;蚰z體污染物的混凝是Al3+鹽水解-聚合產(chǎn)物對其進(jìn)行電性中和、脫穩(wěn)和吸附架橋作用生成粗顆粒絮凝體而去除的。
Al3+能發(fā)生水解,使溶液中的H+濃度增加,而使呈酸性。
1、Al3+只在酸性條件下穩(wěn)定存在;
2、Al3+在中性或弱堿性條件下會生成氫氧化鋁沉淀,而導(dǎo)致難以穩(wěn)定存在;
3、Al3+在強(qiáng)堿性環(huán)境中是以偏鋁酸根離子AlO2-形式存在的。
我國聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝多采用滾筒干燥和噴霧干燥工藝。
滾筒干燥工藝大多數(shù)采用鋁礬土+鹽酸+鈣粉等一步酸溶法進(jìn)行生產(chǎn),其反應(yīng)化學(xué)式如下:
CaO·Al2O3+3HCl=Al2(OH)nCl6-n+CaCl2+2H2O
當(dāng)溶出反應(yīng)進(jìn)展到一定程度,且pH值較為適當(dāng)?shù)臅r候,堿式氯化鋁相鄰兩個羥基就會發(fā)生架橋作用而聚合或自聚,并轉(zhuǎn)化為聚合氯化鋁。對應(yīng)的反應(yīng)式如下:
mAl2(OH)nCl6-n=[Al2(OH)nCl6-n]m
噴霧干燥工藝多采用氫氧化鋁酸溶法進(jìn)行生產(chǎn),起反應(yīng)化學(xué)式如下:
Al(OH)3+HCl=Al(OH)2Cl+H2O
Al(OH)2Cl+HCl=Al2(OH)3Cl3+H2O
Al2(OH)3Cl3→[Al2(OH)nCl6-n]m(m<10)
從聚合氯化鋁分子式中可以看出,聚合氯化鋁既含有Al3+離子,又含有-OH離子,綜合來看,聚合氯化鋁屬于酸性絮凝劑。
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