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聚合氯化铝可以看作是氯化铝水解反应的中间体,是由水合铝离子在不同的pH值条件下,通过羟基和氧原子的架桥作用形成的具有一定聚合度的聚合铝离子,其聚合度和分子量尚不能测定,通常以盐基度或碱化度B(B为聚合铝中羟基与3倍铝离子的摩尔比值)衡量。一般来说聚合铝的盐基度应控制在适当的范围内,以使絮凝效果达到优,又使工业化生产成为可能。随B值不断增大,聚合铝中聚合铝离子Al13(OH)7+32、Al10(OH)3+22的Al13O4(OH)7+24等含量不断增多。聚合铝离子具有较强的架桥絮凝能力, 尤其是处理低温、低浊度水时效果很明显; 如果B值高于75% , 则聚合铝离子很容易发生水解形成不溶性氢氧化铝沉淀,失出絮凝作用。因此生产中将聚合氯化铝的盐基度控制在45% ~65%范围内比较合适。
上述三种物质都可以用来提高盐基度,聚合铝与氢氧化钠、碳酸钠、石灰水反应的摩尔比分别为 1∶1,1∶0.5,1∶0.5,碱的化合价越高,分子量越小,提高相同值的盐基度时所用的碱量就越小,另外生成的副产物氯化钠或氯化钙无法与聚合氯化铝分离。它们不仅会降低聚合物中的有效成分,还会增大固体产品的吸湿性和后处理的难度。因此在调整盐基度时要求加入的碱应尽可能含较多的氢氧根,同时引入的副产物尽量少,保证不会引起聚合氯化铝性能的变化。铝酸钠是一种含铝的弱碱,也可以用来调整聚合氯化铝的盐基度:
2.5Al2(OH)2Cl4+NaAl(OH)4=3Al(OH)3Cl3+NaCl(4)
由上述反应可知,利用铝酸钠调整可将聚合氯化铝的产量提高16.7%,而副产物氯化钠的量仅是氢氧化钠和碳酸钠的40% 。因此用铝酸钠调整盐基度是比较理想的。
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