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聚合硫酸铝的研制及其在水处理中的应用
聚合硫酸铝是一种水处理化学品，广泛应用于污水处理、饮用水净化和工业水处理等领域。
它是由硫酸铝（Aluminum sulfate）通过聚合反应制得的高分子化合物。
聚合硫酸铝的研制一般有以下步骤：
1. 原料准备：首先准备好硫酸铝和水。
硫酸铝可以通过将铝矾土与硫酸反应得到。
2. 聚合反应：将硫酸铝逐渐加入到水中，并控制反应温度和时间，使其缓慢混合并聚合形成聚合硫酸铝。
在反应过程中，可以添加助剂或改变反应条件，以调节聚合反应的性质和产物的特性。
3. 过滤和干燥：将反应物进行过滤和分离，得到固体的聚合硫酸铝。
经过干燥处理后，聚合硫酸铝成为可使用的产品。
聚合硫酸铝在水处理中的应用包括：
1. 澄清剂：聚合硫酸铝具有良好的凝聚和絮凝作用，可以将悬浮在水中的固体颗粒聚集成较大的团块，便于后续的过滤和分离。
2. pH调节剂：聚合硫酸铝具有一定的酸碱调节能力，能够调节水的pH值，保持水体的酸碱平衡，避免过高或过低的pH值对生态系统和设备的损害。
3. 磷去除剂：聚合硫酸铝可以与水中的磷物质形成沉淀物，去除水体中过多的磷，减少植物营养盐的含量，防止富营养化现象的发生。
4. 阻垢剂：聚合硫酸铝可以与钙和镁等硬度成分结合，阻止水中硬水垢的形成，减少设备的堵塞和损坏。
聚合硫酸铝经过研制和制备后，可以在水处理中发挥凝聚、絮凝、pH调节、磷去除和污垢等重要功能，提高水质的净化效果，维护环境和设备的良好运行。
新型絮凝剂聚合硫酸铝的研究及应用杨叶毅卢建业梁伟杰冯蔚龙广东奇力士石油化工有限公司摘要：以硫酸铝为原料，采用中和法研制新型絮凝剂聚合硫酸铝，进行了最佳碱化剂的选择，并确定了最佳碱化度、最佳聚合反应时间及最佳PH值，并针对聚合硫酸铝稳定性相对较差的缺点，进行了聚合硫酸铝稳定剂的筛选。
通过对其性能研究表明，聚合硫酸铝在无论在絮凝性能上还是在投加量上都比传统的硫酸铝有更大的优越性，并且具有更宽广的对原水PH值的使用范围。
同时，在相同条件下，聚合硫酸铝的除浊效果明显优于硫酸铝，比聚合氯化铝略好。
关键词：聚合硫酸铝絮凝剂水处理1 前言随着工业生产的发展，用水量急剧增加，工业废水也相应增加，不论饮用水、工业用水，还是废水都必须经过处理才能使用或排放。
水处理方法很多，如絮凝沉淀法、生化法、离子交换法等等。
但应用最广泛、成本最低的处理方法还是絮凝沉淀法。
絮凝沉淀法的关键是絮凝剂，作为水处理方面的絮凝剂主要是无机絮凝剂和有机絮凝剂，无机絮凝剂主要有铁盐和铝盐两大类[1,2]。
由于有机絮凝剂可能存在的毒性，加之其价格昂贵等原因，很少在净水处理上应用[3]。
铁盐絮凝剂，其絮凝效果不错，但由于铁离子对饮用水及各种工业用水有着不良影响及其使用时对设备的强烈腐蚀性，在水处理上没有得到广泛应用[4]。
在水处理方面，应用最广泛的还是铝盐絮凝剂，它主要有硫酸铝、聚合氯化铝等，但随着水处理工业的发展，对它们提出了更高的要求，为改善铝盐的絮凝效果和减少铝盐药剂的投加量，我们进行了聚合硫酸铝絮凝剂的研究。
聚合硫酸铝絮凝剂在国外已有报道，但在国内，这方面的工作还相对较落后，因此积极研究和开发聚合硫酸铝絮凝剂具有重要的现实意义。
2 基本原理2.1 以氢氧化钙为碱化剂反应方程式为：nAl2(SO4)3·14H2O+(n×m/2)Ca(OH)2+xH2O 磷酸 [Al2(OH)m(SO4)3-m/2]n+( n×m/2)CaSO4↓+yH 20其中1≤m ≤5,n ≤10。
第43卷增刊2010年土 木 工 程 学 报C H I N A C I V I LE N G I N E E R I N G J O U R N A LV o l .432010基金项目:国家“863”计划重大项目课题(2009A A 06A 416)作者简介:吴烈善,博士,教授收稿日期:2010-09-29复合絮凝剂聚合硫酸铝铁的制备及性能研究吴烈善 伍敏莉 梁 玉(广西大学,广西南宁530004)摘要:采用广西某地的高铁铝土矿为原料,在一定的温度下加入硫酸酸溶并加入一定量的碱化剂M 经水解聚合、静置熟化制备复合絮凝剂固体聚合硫酸铝铁(P A F S )。
研究了硫酸用量与原料的配比、硫酸浓度、反应时间、反应温度等因素对制备产品的影响,进而进行正交设计实验,确定了制备固体聚合硫酸铝铁的最佳工艺条件。
产品的氧化铁含量为5.59%,氧化铝含量为6.65%,盐基度为57.35%。
对浊度为大于2000N T U 的暴雨时洪水的除浊率达99.74%;通过扫描电镜和X -射线衍射对P A F S 的表面结构和主要晶相组成进行分析,其形貌为大分子网状结构,主要以铁的水解高聚物和单体铝及铝的低聚物为主;通过F e r r o n 逐时络合比色法的研究发现,该絮凝剂产品的[A l +F e ]a 含量占66.72%、[A l +F e ]b 占20.48%、[A l +F e ]c 占12.80%。
关键词:固体聚合硫酸铝铁;制备方法;絮凝性能;形态分析;形貌结构中图分类号:X 75 文献标识码:A 文章编号:1000-131X (2010)增-0450-07P r e p a r a t i o n o f p o l y m e r i c a l u m i n u m f e r r i c s u l f a t e a n d i t s r e s e a r c ho n c h a r a c t e r i z a t i o nW u L i e s h a n W u M i n l i L i a n g Y u (G u a n g x i U n i v e r s i t y ,N a n n i n g 530004,C h i n a )A b s t r a c t :An e w t y p e f l o c c u l a n t -p o l y m e r i c a l u m i n u mf e r r i c s u l f a t e w a s p r e p a r e d .T h e m a i n m a t e r i a l w a s b a u x i t e ,w h i c h w a s a c i d i f i e d b y s u l f u r i c a c i du n d e r a c e r t a i nt e m p e r a t u r e ,a n dt h e nt h e a l k a l i z a t i o n a g e n t w a s a d d e di n t ot h e m i x e d l i q u i d .B y u s i n g t h eh y d r o l y s i s p o l y m e r i z a t i o nc u r i n g ,w ec a no b t a i ni t .B a s e do nt h ec o n c e n t r a t i o na n da m o u n t o fs u l f u r i c a c i d 、r e a c t i o n t i m e 、r e a c t i o nt e m p e r a t u r e ,t h e o p t i m i z e d t e c h n o l o g i c a l c o n d i t i o n f o r t h ep r e p a r a t i o n o f t h e s o l i d P A F S w a s d e t e r m i n e d t h r o u g h t h e o r t h o g o n a l d e s i g n e x p e r i m e n t .U n d e r t h e s e c o n d i t i o n s ,t h e i r o n o x i d e c o n t e n t c a n b e u p t o 5.59%,t h ea l u m i n u m o x i d ec o n t e n t o f 6.65%a n dt h e b a s i c i t y o f P A F Sw a s 57.35%.T h e r e m o v a l r a t e o f t u r b i d i t y o f h e a v y r a i n s t o r m s i n w h i c h t h e t u r b i d i t y w a s m o r e t h a n 2000N T Ur e a c h e d 99.74%.T h e s u r f a c e s t r u c t u r e a n d t h e m a j o r c r y s t a l p h a s e s o f P A F S w e r e r e v e a l e d b y s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p e (S E M )a n d X -r a y d i f f r a c t i o n (X R D ).R e s u l t s s h o w e dt h a t i t w a s m a c r o m o l e c u l a r n e t w o r ks t r u c t u r ea n dam i x t u r eo f m i n e r a l c r y s t a l s ,w i t hi r o np o l y m e r ,a l u m i n u m m o n o m e r i c a n d a l u m i n u mo l i g o m e r .T h e r e s u l t s o f F e r r o n e x p e r i m e n t d e n o t e d t h a t t h e c o n t e n t s o f [A l +F e ]a 、[A l +F e ]b 、[A l +F e ]c i n P A F S w a s s e p a r a t e l y 66.72%、20.48%a n d 12.80%.K e y w o r d s :s o l i d p o l y m e r i c a l u m i n u mf e r r i c s u l f a t e ;p r e p a r a t i o n m e t h o d ;S E M ;X R D E -m a i l :w l s @g x u .e d u .c n引 言我国铝土矿资源储量丰富,分布广。
实验十七聚合硫酸铝的制备及性能测定一、实验目的：1、学习聚合硫酸铁的制备及净化水的知识；2、学习和了解絮凝沉降法处理工业废水的有关知识；3、掌握含锌废水浮选处理技术；4、巩固分光光度法和原子吸收法测定方法。
二、实验原理聚合硫酸铁是一种铁系无机高分子混凝剂,与硫酸亚铁、三氯化铁、硫酸铝以及碱式氯化铝等相比,具有无毒、适用pH 范围广、矾花大、沉降快等优点,对COD、色度以及重金属离子等都有较好的去除效果,因此,被广泛地应用于给排水工业和废水处理等行业。
生产聚合硫酸铁的原料来源很多,如硫酸亚铁、钢铁酸洗废液、铁泥和铁矿石等,其中以硫酸亚铁为原料的生产工艺简单,条件温和,成品杂质少,品质高。
本实验以钛白粉厂的副产品硫酸亚铁为原料,在常温常压下采用双氧水直接氧化法合成聚合硫酸铁。
按照氧化方式的不同,聚合硫酸铁的生产方法可分为直接氧化法和催化氧化法两大类。
直接氧化法是直接通过强氧化剂(如NaClO、KClO3、H2O2等) 将亚铁离子氧化为铁离子,经水解和聚合获得聚合硫酸铁; 催化氧化法是在催化剂( 如NaNO2、HNO3等) 的作用下，利用空气或氧气将亚铁离子氧化为铁离子,经水解和聚合获得聚合硫酸铁。
催化氧化法一般以空气为氧化剂,生产成本相对较低,在实际生产中应用较广,但需在较高的温度(80 ℃) 和反应压力(0. 3 MPa) 下进行,反应时间较长(NaNO2法为17 h ,HNO3法为5 h) ,需要安装废气净化装置,以脱去反应过程中产生的大量氮氧化物气体,工艺流程复杂,对设备要求较高,投资较大。
二价铁被双氧水氧化形成三价铁离子。
在一定pH下，铁离子水解生成聚合硫酸铁，当稀释时进一步发生水解，形成Fe(OH)3 胶体，通过沉淀、吸附、絮凝等作用，使水相中的悬浮物、染料、Zn2+被转入固相。
固相的物质可通过过滤或上浮法除去。
Fe(H2O)33++OH- →Fe(OH)3↓+3H++H2OZn2++OH- →Zn(OH)2↓再通过浮上法,将氢氧化铁胶体浮上,使水中锌除去。
聚合硫酸铝铁生产工艺
聚合硫酸铝铁是一种高效、环保的混凝土添加剂，广泛应用于建筑材料行业。
其生产工艺一般包括以下几个步骤：
首先，选择高质量的原料进行配料。
一般选择高铝酸盐、硫酸铁等为主要原料。
高铝酸盐一般分别含有Al2O3和Fe2O3，
在配料时要根据所需产品的规格和性能要求确定适当的配比。
接下来，将所选原料送入球磨机进行混合细磨。
球磨机是一种利用钢球对原料进行粉碎、搅拌的设备。
在这一步，需要控制好磨机的转速、磨机内的球体数量等因素，以保证原料能够充分研磨混合。
然后，将磨炼好的原料送入燃烧窑进行煅烧。
燃烧窑是一种高温反应设备，通过在高温下对原料进行热解和氧化反应，从而形成聚合硫酸铝铁。
煅烧温度一般在1200-1400℃之间，煅烧
时间根据原料配比和产品规格而定。
最后，对煅烧得到的产品进行破碎、筛分等处理。
通过破碎将产品破碎成所需的粒度，再经过筛分把符合要求的产品进行分选。
这样就得到了成品的聚合硫酸铝铁。
整个生产过程中，需要注意控制好原料的配比、煅烧温度和时间，以及破碎、筛分等后续处理的参数。
只有控制好这些参数，才能保证产品的质量和性能。
总之，聚合硫酸铝铁的生产工艺涉及原料配料、混合细磨、煅
烧和后续处理等步骤。
通过合理操作和参数控制，可以得到高质量的聚合硫酸铝铁产品。
技术改造硫酸铝生产工艺改进的几点探索王有利,陈建立,刘俊玲(河南佰利联化学股份有限公司,河南焦作 454191)摘 要:针对硫酸铝目前生产中存在的问题,结合本公司实际,提出改干法加锅生产为湿法加锅、布袋除尘为水除尘,高低品铝土矿掺配使用及在浓缩岗位采用多效蒸发技术等措施,达到了节能降耗的目的。
关键词:硫酸铝;工艺改进;压滤;蒸发中图分类号:TQ133.1 文献标识码:B 文章编号:1003-3467(2006)01-0038-011 粉尘污染的治理1.1 干法加锅生产改为湿法加锅生产河南佰利联化学股份有限公司硫酸铝的生产原采用干法加锅生产,即矿粉与酸、水按一定的配比,直接加入反应锅,反应岗位灰尘弥漫。
后来改成湿法加锅,矿粉与水按比例加入湿法锅,搅拌制浆,由风(原来用蒸汽,后为节约蒸汽改用风)压入反应锅,解决了加锅时粉尘污染问题,节约了加锅时间。
1.2 布袋除尘改为水除尘公司原采用布袋除尘器进行矿粉除尘,布袋及管道需经常清理,稍有不慎就会堵管,从而导致粉尘倒溢,影响整个粉碎岗位的环境。
利用泡沫塔原理,将布袋除尘改为水除尘,粉尘由小旋风分离器顶部出来,直接进入水除尘器,经过筛板与水接触,形成飞沫,水吸附粉尘后流入储池,水循环利用,粉尘也得到了有效回收,大大节约了原除尘设备的电耗等成本,减少了工人劳动强度,改善了生产环境。
按年产6万t 硫酸铝计,可回收利用铝土矿粉600t 左右,节电9万k W h ,两项合计节约资金约7万元。
2 高低品位铝土矿掺配使用河南佰利联化学股份有限公司位于太行山南麓,附近含铝矿物较丰富,但由于高品位铝土矿、硬质粘土矿等溶出率低,氧化铝含量在55%以上的矿,不宜在生产中使用,所以我公司一直使用氧化铝含量在40%左右、溶解率在65%以上的低品位含铝矿物 铝矾土,但目前优质低品位矿越来越少,而硬质粘土氧化铝含量高的铝土矿却很丰富,我公司决定高低品位铝土矿掺配使用。
经过生产试验,高、低品位铝土矿掺配量不超过1!10,不影响产品收率。
综述文章编号:1002-1124(2002)05-0033-04聚合氯化铝制备技术研究现状和进展李凡修 陈 武(江汉石油学院化工系 荆州 434023)摘 要:本文简要介绍了国内聚合氯化铝的制备技术研究和进展,归纳了不同原料生产聚合氯化铝工艺技术,并介绍了聚合氯化铝生产工艺主要改进技术。
关键词:聚合氯化铝;制备;絮凝剂;工艺技术中图分类号:TQ3141253 文献标识码:ARecent and Development in Pr epar ation of Poly -Aluminum ChloridsL i Fanxiu Chen W u(C hemical Engineeri ng Dept.,Jianghan Petroleum Institute Jingz hou 434023)Abstra ct:This paper reviewed briefly the research progress o f preparatio n o f poly-aluminum chlo rid(PA C)in re 2cent y ears,The process and techno logical conditions o f manufacturing poly-aluminium chlorid fro m so me different raw materials were introduced;mean while,impro vements on technolo gical co nditions have been put forward in this paper.Keywords:Poly-Alumi nium(PA C);Preparation;Coagulant agent ;Technological conditio n收稿日期:2002-07-18作者简介:李凡修(1966-),男,副教授,1997年毕业于武汉水利电力大学环境工程专业,获工学硕士学位,主要从事环境工程的教学与科研工作。
[19]中华人民共和国专利局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1119626A[43]公开日1996年4月3日[21]申请号94116651.1[22]申请日94.9.30[71]申请人周泽宇地址518031广东省深圳市沙河区白石洲252-3号宇力科技有限公司[72]发明人周泽宇 帅红 张小平 龙海涛 [74]专利代理机构深圳市专利服务中心代理人茅秀彬[51]Int.CI 6C01F 7/74C02F 1/52权利要求书 1 页 说明书 3 页[54]发明名称聚合硫酸铝的生产工艺[57]摘要一种聚合硫酸铝的生产工艺，是以硫酸铝和生石灰为原料，按Ca(OH)2∶Al 2(SO 4)3·18H 2O∶H 2O(重量)≈1∶3∶7混合，加热至55～65℃，在常压下、搅拌约1小时，再加入反应液总重量的5％的Na2SO 3，在55～65℃下搅拌2～3小时后滤去沉淀得无色透明的液体聚合硫酸铝产品，工艺十分简单，又无需复杂的设备，在生产过程中，无污水和有害气体排放，生产十分安全，极易推广，特别适合于乡镇村企业或污水处理工程就地生产，就地使用本发明的高效率广谱型无机高分子混凝剂，具有很好的经济和社会效益。
94116651.1权 利 要 求 书第1/1页 1.一种聚合硫酸铝的生产工艺，特征在于依次包括以下步骤：1)生石灰加水反应，过滤去沉淀物得熟石灰[Ca(OH)2]浆，2)在反应釜中加入硫酸铝及水，升温至60℃，搅拌，直至硫酸铝全部溶解，制得30％浓度的硫酸铝溶液。
3)将1)的熟石灰浆加至反应釜中与硫酸铝混合，其中Ca(OH)2∶Al2(SO4)a·18H2O∶H2O(重量)＝1∶3∶7，加热到60℃，在常压下搅拌反应1小时，4)在上述反应液中，加入反应液总重量的5‰的Na2SO3，在常压，50～60℃下搅拌2～3小时后出釜，滤去沉淀得无色透明的液体聚合硫酸铝产品。
94116651.1说 明 书第1/3页聚合硫酸铝的生产工艺本发明属于环保用净水剂的制备方法，具体涉及一种聚合硫酸铝的生产工艺。
聚合硫酸铝合成新工艺的研究
本研究旨在探索一种高效、环保的聚合硫酸铝合成新工艺。
首先，我
们对传统的聚合硫酸铝合成工艺进行了分析和改进。
传统工艺中所使用的
铝源一般为明矾，其存在着能耗高、反应速度慢等问题。
因此，本研究尝
试使用其他铝源代替明矾，如工业废渣中的铝资源等。
经过实验验证，我
们发现工业废渣中的铝资源可以有效替代明矾，同时可以减少能耗，提高
反应速度。
其次，我们优化了聚合硫酸铝合成反应的工艺参数。
通过对不同温度、pH值、搅拌速度、添加剂浓度等参数的实验研究，确定了最佳的合成条件。
实验结果表明，在一定温度和pH值的范围内，提高搅拌速度和添加
剂浓度可以显著提高聚合硫酸铝的产量和品质。
此外，我们还考虑了废水处理和资源循环利用的问题。
通过合理设计
废水处理系统，将废水中的有害物质进行去除和回收，以减少对环境的污染。
此外，我们还将研究过程中产生的废渣进行资源化利用，如制备陶瓷
材料等。
最后，为了验证新工艺的可行性和经济性，我们进行了实际生产试验。
将所得到的聚合硫酸铝产品进行性能测试，如粒径分布、离子含量等，在
达到规格要求的情况下，进行成本分析和能耗评估，以确保新工艺的可行
性和经济效益。
综上所述，本研究通过对传统聚合硫酸铝合成工艺的优化和改进，尝
试使用其他铝源，优化反应条件以及废水处理和资源循环利用，提出了一
种高效、环保的聚合硫酸铝合成新工艺。
通过实际生产试验，验证了新工
艺的可行性和经济性。
这一研究为聚合硫酸铝合成工艺的改进和发展提供了有价值的参考。
