鋁礦粉與副產(chǎn)鹽酸反應(yīng)生產(chǎn)的聚合氯化鋁成本低廉，在市場競爭日趨激烈的今天，具有一定的優(yōu)勢。但由于鋁礦粉和副產(chǎn)鹽酸會給產(chǎn)品帶進許多有害雜質(zhì)，用于飲用水的凈化會危害人身體健康，根據(jù)國家建委1991年提出的不允許用有害雜質(zhì)多的鋁灰生產(chǎn)用于給水處理的凈化劑聚合鋁的精神，聚合鋁廠采用冶煉廠中間產(chǎn)物氫氧化鋁和鹽酸反應(yīng)生產(chǎn)的聚合氯化鋁供給飲用水廠，不但成本昂貴，而且原料難得。因而如果采用適當方法，把由鋁礦粉和副產(chǎn)鹽酸反應(yīng)生產(chǎn)的聚合鋁中的有害雜質(zhì)去除或去除到合適的程度使之符合飲用水標準，從而大大降低生產(chǎn)成本，此已成為聚合鋁廠當務(wù)之急。

近年來，利用微電解法處理工業(yè)廢水已越來越多地引起人們的關(guān)注。此法具有使用范圍廣，處理效果好，使用壽命長，成本低廉及操作維護方便等特點。微電解中應(yīng)用比較成熟的鐵床技術(shù)已廣泛應(yīng)用于印染廢水、電鍍廢水等難處理廢水的處理。該方法以工業(yè)廢鐵屑等為原料，利用鐵一碳在廢水中形成了無數(shù)微小的鐵碳原電池并發(fā)生如下反應(yīng)：

陽很：Fe—Fe2++2e-陰很：2H++2e-一2[H]一H2

在中性或偏酸性環(huán)境中，鐵碳電很本身及其所產(chǎn)生的新生態(tài)[H]、Fe2+等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)．比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團，還可以還原重金屬離子，降低其毒性…。

由鋁礦粉造的聚合氯化鋁液體中不僅含有較多的重金屬離子，還含有副產(chǎn)鹽酸帶來的一些有機雜質(zhì)。其中重金屬離子中以鉛(Pb2+)離子很標較為典型，一般在20ppm以上，多的接近l00ppm，而自來水廠對液體聚鋁的鉛含量控制在10ppm以內(nèi)，由于液體聚鋁pH值一般控制在3.0-4.5，正好符合微電解對介質(zhì)的要求范圍，因而采用微電解技術(shù)去除這些雜質(zhì)，其方法是合理可行的。但鐵碳微電解會給聚合鋁帶進鐵，會影響產(chǎn)品的色澤和純度，因而把鐵屑換成鋁屑，采用鋁碳微電解來處理聚合氯化鋁。由于鋁屑本身含雜質(zhì)非常少，更沒有碳等雜質(zhì)，因此采用投加活性炭的方式，人為創(chuàng)造微電解條件，利用鋁碳微電解反應(yīng)來去除重金屬離子和有機雜質(zhì)，其電很反應(yīng)為：

陽很：AL-AL3++3e-陰很：2H++2e-一2[H]一H2

M2++2e--M(M代表金屬單質(zhì)）

許多有機物雜質(zhì)在電場的作用下同時也被分解反應(yīng)，破壞其原有結(jié)構(gòu)，達到除色、降低毒性的作用。

以下內(nèi)容以鉛Pb2+為重金屬代表進行數(shù)據(jù)檢測。

1實驗部分

1.1儀器鋁碳微電解床：自制；GFU-202C原子吸收分光光度計；TG328A精密分析天平。

1.2分析方法鉛的測定：GB/T5009.12。

2實驗結(jié)果

2.1鋁碳微電解與相關(guān)方法比較微電解床由鋁屑和活性炭以一定比例組成。眾所周知，鋁是非?；顫姷慕饘伲绻唁X放到廢水中，鋁能置換出比它不活潑的金屬的離子，而鋁本身則溶解到溶液中去。因而鋁的置換作用是否比微電解還好我們必須做一下對比。另外，活性炭的吸附作用也不可忽視。表l是三個樣脫鉛對比實驗（投加量按成本一樣投加，反應(yīng)時間一樣，浸泡靜置）。

2.2鋁碳比實驗不同的鋁碳比會影響到微電解原電池反應(yīng)，從而影響單位時間單位體積反應(yīng)物質(zhì)的處理效率，鑒于鋁屑與活性炭的物理特性，采用重量比做對比實驗。（填料體積、處理時間均一樣）

表2實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，活性炭比例的增加，鉛的脫除率反而下降。、試驗中發(fā)現(xiàn)活性炭量的提高有利于有機物的去除，結(jié)合以上數(shù)據(jù)，采用比例1:1比較合適。

2.3靜動態(tài)效果比較小試中微電解反應(yīng)器采用靜態(tài)（浸泡）、動態(tài)（液體流動，填料不動）兩種不同的方式對聚合氯化鋁進行處理，主要考察哪一種方法更能發(fā)揮微電解的作用。實驗結(jié)果顯示，靜態(tài)和動態(tài)效果一樣。為便于工業(yè)操作，采用動態(tài)方式。

2.4較佳停留時間停留時間越長越能使原電池反應(yīng)充分，從而越有利于降低聚合鋁液體中的雜質(zhì)含量，但過長的停留時間勢必會降低單位時間的處理量，且會增大腐蝕量。要保證一定的處理量則勢必要擴大反應(yīng)器的體積，從而大大增加設(shè)備投資，對該方法的應(yīng)用不利。因而需要找到一個合理的停留時間，使反應(yīng)器不至于過大。實驗數(shù)據(jù)如下：數(shù)據(jù)顯示，時間越長，鉛含量下降的越多，但下降的幅度越來越小。而時間每增加半小時，反應(yīng)器體積將擴大33%即擴大三分之一體積，這對設(shè)備制造及投資均不利，建議合理停留時間為一小時。

2.5黑濁及其去除①黑濁來源。隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)器出液會逐漸變得渾濁、發(fā)黑。黑色混濁物來源有兩個可能，即來自鋁屑或來自還原出來的鉛。為探明其確切成分，對黑色物質(zhì)去除和未去除兩個樣進行測量。相差0.2ppm在測量誤差范圍以內(nèi)，由此可見黑濁不是來源于還原出來的鋁。②黑濁去除辦法。黑濁很大的影響了聚合鋁的外觀，因而必須采取適當措施將其去除。經(jīng)過大量的小試實驗，發(fā)現(xiàn)黑濁去除的較簡單較節(jié)省費用的辦法就是沉淀法，但要花去較長的時間。另外采用適當催化劑，將大大加速黑濁的去除速度，此催化劑研究還在繼續(xù)。

2.6處理成本核算經(jīng)過六天的成本核算實驗，經(jīng)過精確稱量鋁屑腐蝕減量，得六天總腐蝕耗鋁率為42.57%（實驗用鋁31克），由設(shè)計每天凈化聚合氯化鋁6.6公斤，則每公斤耗鋁0.33325克，即推測每噸耗鋁0.33325公斤。鋁屑通過廢品收購按每噸2萬元計，則處理1噸聚合鋁耗鋁費為6.67元。而這些鋁并沒有被浪費，而是溶于聚合鋁中成為其有效成分。

3結(jié)論

綜合以上各項實驗結(jié)果，對聚合氯化鋁液體采用的鋁碳微電解法較佳參數(shù)為：鋁碳比1:1；動態(tài)操作；停留時間為l小時；黑濁去除暫用沉淀法。通過增加一道處理工序，在增加成本不高的情況下，可以實現(xiàn)普通原料生產(chǎn)出滿足飲用水國家標準的聚合氯化鋁，提高了產(chǎn)品競爭力。