铝酸钙粉制聚合氯化铝及其性能提升
文章研究铝酸钙粉酸溶一步法制备聚合氯化铝（PAC）的方法，确定铝酸钙粉、盐酸、水的投加比例为：40：100：100，并通过混凝实验确定制得聚合氯化铝的最佳投加量。向制得聚合氯化铝加入铁元素提升其混凝性能，通过混凝实验对铁的不同投加比例对应实验组的结果进行比较分析，确定最佳的铁的复合比。
标签：聚合氯化铝；投加量；浊度 UV254；色度
铝酸钙酸溶一步法是我国首创的聚合氯化铝的制备方法，以铝酸钙粉和工业盐酸为原料，该工艺流程简单，生产成本低廉。但由于以铝酸钙粉为原料酸溶一步法制备聚合氯化铝过程中，需要控制条件过多，使得产品质量很难保证，我们希望可以通过实验获得高质量的混凝剂解决此问题。
1 实验材料
盐酸（AR，四川卓创化工）；铝酸钙粉：郑州润丰环保直营。铝含量在50%以上。
2 結果与讨论
2.1 聚合氯化铝制备方法与讨论
实验测得当铝酸钙粉、盐酸、水的投加比例为：40：100：100时，制得产品的铝含量及盐基度较高且获得较好的混凝效果。制备过程中，铝酸钙粉及盐酸批分次投加可以获得较好的结果，制备过程中尽量避免温度的急剧升高，否则铝酸钙粉表面容易结糊，影响进一步反应。
2.2 聚合氯化铝投加量的确定及其性能提升
水处理絮凝实验所用水样为郫县交大河河水，水质参数如下：色度（24.8），浊度（8.6），UV254（0.068），温度（20±0.5℃），PH（7.5～8.9）。
取1000ml水于烧杯中，调节PH为偏碱性。混凝搅拌后，沉淀30min，测定浊度以及UV254。实验过程中为保证每批次实验均采用相同水样，按照设计程序搅拌完成后静止沉淀15min取样。
絮凝剂的投加量（以Al2O3计，下同）为0mg/L，5mg/L，10mg/L，15mg/L，20mg/L，25mg/L。实验结果见图1。
由图1我们可以看出：随着聚合氯化铝投加量的增大，浊度去除率和UV254去除率均随之增大。但当投加量在大约15mg/L之后，混凝效果增加已不明显，而且此时处理后水的浊度为0.9NTU，值为0.029，将近达到饮用水的水平。所以
可选择投加量15mg/L作为聚合氯化铝的最佳投加量。
2.3 混凝性能提升
根据聚合氯化铝的最佳投加量，向其中加入一定比例的氯化铁，提升其混凝性能。六个实验组分别为：组1（0mg PAC+0mg FeCl3），组2（15mg PAC+0mg FeCl3），组3（15mg PAC+0.15mg FeCl3），组4（15mg PAC+0.30mg FeCl3），组5（15mg PAC+0.45mg FeCl3），组6（15mg PAC+0.60mg FeCl3）。
2.3.1 不同投加组合对浊度的影响
由图2可知，加入聚合氯化铝后，水的浊度大幅度降低；随着铁含量的不断增大，浊度去除率也有明显的提升。当三氯化铁铁含量达到聚合氯化铝的2%（即实验组4对应的投加比例）时，浊度已经降至0.9，浊度去除率高达97%以上。投加三氯化铁，增强了聚合氯化铝的电中和能力和吸附作用，增加了聚合氯化铝的混凝效果，但随着铁含量的不断增加，使得胶体所带电荷发生逆转，胶体之间相互排斥，使得混凝效果增加越来越不明显。因此，对于三氯化铁与聚合氯化铝投加比例应根据具体的实验结果综合考虑确定。
2.3.2 不同的实验组合对UV254的影响
对于UV254的去除，如图3所示。在三氯化铁含量达到聚合氯化铝的2%时（即实验组4对应的投加比例），UV254降至最低值，之后随着三氯化铁含量的增大，UV254的去除率逐渐减小。原因也是由于三氯化铁投加量不断增大，三价铁离子不断水解，吸附量过多，胶体电荷的符号改变，以致出现胶体再稳定的现象，使得絮体无法沉淀，因而会出现UV254含量先下降之后又上升的现象。
3 结束语
（1）制备聚合氯化铝的过程中，反应不宜太过剧烈，温度的突然升高会使铝酸钙粉结糊，抑制反应的进一步进行，可以通过控制盐酸的投加浓度以及投加速度进行调节。铝酸钙粉、盐酸、水的最佳比例在40：100：100左右。
（2）通过投加铁的方式来增强制得聚合氯化铝的混凝性能，投
加比例在2%时可获得最好效果，相对于单一聚合氯化铝的混凝结果，浊度、的去除率均大幅度提高，可用于低浊度与微污染水体的混凝处理。
参考文献
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[3]郑怀礼，陆兰英，等.聚合氯化铝的制备及在微污染水处理中的应用[J].化学研究与应用，2012，24（4）：627-628.
作者简介：毕峰（1994-），男，汉族，安徽省，西南交通大学，本科生，微污染水的治理。