人们已采用多种工业固体废物作为原料来源生产廉价高效絮凝剂聚合氯化铝铁(PAFC)但是,对这类复合絮凝剂的基础研究很不深入,特别是以含钙原料生产聚合氯化铝铁但是,对这类复合絮凝剂的基础研究很不深入, 特别是以含钙原料生产聚合氯化铝铁,其中钙离子对复合絮凝剂的稳定性及絮凝性能的影响如何, 目前尚未见报道。正是从这个角度出发,本文采用了AR级的NaOH溶液和Ca(OH)2作碱化剂,分别与铝、铁氯化物混合溶液进行反应,制备了不同碱化度B,不同铝铁比的0.4M聚合氯化铝铁钠和PAFCCa。比较了两种碱化剂产物的物理化学性质、絮凝性能和稳定性。找出了聚合氯化铝铁的最佳絮凝铝铁比及相关合成参数,为聚合氯化铝铁的工业化生产提供了可靠依据。文中Al(Ⅲ)作为Fe(Ⅲ)水解产物稳定剂的观点,

　　材料与方法

　　聚合氯化铝铁溶液的制备

　　以AR级AlCl3·6H2O及FeCl3·6H2O 配制成2.0M储备液,根据不同B值吸取不同量的2.0MNaOH溶液或称取不同量的CaO(使用时以蒸馏水调成糊状) 作为碱化剂,在强搅拌下缓缓加入不同铝铁摩尔比的混合溶液进行中和。

　　PAFC溶液物理化学性质的测定

　　pH值用PH-2型酸度计测定,电导用DDS型电导仪、DJS-10型铂黑电极测定。以铝铁溶液混合结束碱化剂尚未加入前稀释定容至0.4M时测定的pH、电导值为零时测定值,以加碱化剂反应1小时结束稀释定容至0.4M时测定的pH、电导值为1小时测定值, 连续测定10小时,然后记录24小时测定值。

　　合成温度对pH、电导的影响

　　温度对合成影响。加热促进了OH-与Fe(Ⅲ)的反应,使聚合氯化铝铁钠与聚合氯化铝铁钙的电导—B均在1.5处出现拐点,且电导值在B=1.5之后基本不变。此现象说明聚合氯化铝铁钙受温度的影响比聚合氯化铝铁钠大。

　　聚合氯化铝铁钠和聚合氯化铝铁钙的絮凝效果比较

　　常温合成的聚合氯化铝铁钠在碱化度B=2.0Al/Fe为5.5时絮凝效果最佳;而加热合成条件下聚合氯化铝铁钙在B=1.5,Al/Fe比为6∶4处絮凝效果最好。

　　常温合成的聚合氯化铝铁钠溶液的稳定区分为两个部分:Al/Fe比小于3∶7,pH1.0～1.6(B=0.5～2.0)的介稳区,在此区域内合成的聚合氯化铝铁钠已出现明显的浑浊度但仍有较好的絮凝性能。另一部分是Al/Fe比大于5∶5,pH(2.0～3.8)(B1.0～2.5)的稳定区,在此区域合成的聚合氯化铝铁钠溶液清澈透明,可稳定两年以上。热态合成的聚合氯化铝铁钠只有一块稳定区,是在Al/Fe比大于5∶5,pH1.5～2.5(B1.0～1.5)区间。它包含在冷态合成稳定区内。

　　聚合氯化铝铁钙溶液无亚稳定区,它的稳定区域与聚合氯化铝铁钠范围相同,区别在于两组溶液的热态合成稳定区与常温合成稳定区正好相反。这个现象揭示: 常温合成的PAFC聚合氯化铝铁, 随着碱化度的上升Al(Ⅲ)成为Fe(Ⅲ)羟合配离子的稳定剂,加热合成时,Ca(Ⅱ)与Al(Ⅲ)的共同作用保持了Fe(Ⅲ)在更高碱化度下的稳定。