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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的今天，具有一定的優(yōu)勢(shì)。但由于鋁礦粉和副產(chǎn)鹽酸會(huì)給產(chǎn)品帶進(jìn)許多有害雜質(zhì)，用于飲用水的凈化會(huì)危害人身體健康，根據(jù)國(guó)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)，從而大大降低生產(chǎn)成本，此已成為聚合鋁廠當(dāng)務(wù)之急。

近年來(lái)，利用微電解法處理工業(yè)廢水已越來(lái)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(zhǎng)，成本低廉及操作維護(hù)方便等特點(diǎn)。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(wú)數(shù)微小的鐵碳原電池并發(fā)生如下反應(yīng)：

陽(yáng)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(tuán)，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(lái)的一些有機(jī)雜質(zhì)。其中重金屬離子中以鉛(Pb2+)離子很標(biāo)較為典型，一般在20ppm以上，多的接近l00ppm，而自來(lái)水廠對(duì)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(duì)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(huì)給聚合鋁帶進(jìn)鐵，會(huì)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(lái)處理聚合氯化鋁。由于鋁屑本身含雜質(zhì)非常少，更沒(méi)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(lái)去除重金屬離子和有機(jī)雜質(zhì)，其電很反應(yīng)為：

陽(yáng)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(jī)物雜質(zhì)在電場(chǎng)的作用下同時(shí)也被分解反應(yīng)，破壞其原有結(jié)構(gòu)，達(dá)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(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。

1實(shí)驗(yàn)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(jì)；TG328A精密分析天平。

1.2分析方法鉛的測(cè)定：GB/T5009.12。

2實(shí)驗(yàn)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?，如果把鋁放到廢水中，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(duì)比。另外，活性炭的吸附作用也不可忽視。表l是三個(gè)樣脫鉛對(duì)比實(shí)驗(yàn)（投加量按成本一樣投加，反應(yīng)時(shí)間一樣，浸泡靜置）。

2.2鋁碳比實(shí)驗(yàn)不同的鋁碳比會(huì)影響到微電解原電池反應(yīng)，從而影響單位時(shí)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(duì)比實(shí)驗(yàn)。（填料體積、處理時(shí)間均一樣）

表2實(shí)驗(yàn)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(yàn)中發(fā)現(xiàn)活性炭量的提高有利于有機(jī)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(dòng)態(tài)效果比較小試中微電解反應(yīng)器采用靜態(tài)（浸泡）、動(dòng)態(tài)（液體流動(dòng)，填料不動(dòng)）兩種不同的方式對(duì)聚合氯化鋁進(jìn)行處理，主要考察哪一種方法更能發(fā)揮微電解的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)效果一樣。為便于工業(yè)操作，采用動(dòng)態(tài)方式。

2.4較佳停留時(shí)間停留時(shí)間越長(zhǎng)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(guò)長(zhǎng)的停留時(shí)間勢(shì)必會(huì)降低單位時(shí)間的處理量，且會(huì)增大腐蝕量。要保證一定的處理量則勢(shì)必要擴(kuò)大反應(yīng)器的體積，從而大大增加設(shè)備投資，對(duì)該方法的應(yīng)用不利。因而需要找到一個(gè)合理的停留時(shí)間，使反應(yīng)器不至于過(guò)大。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：數(shù)據(jù)顯示，時(shí)間越長(zhǎng)，鉛含量下降的越多，但下降的幅度越來(lái)越小。而時(shí)間每增加半小時(shí)，反應(yīng)器體積將擴(kuò)大33%即擴(kuò)大三分之一體積，這對(duì)設(shè)備制造及投資均不利，建議合理停留時(shí)間為一小時(shí)。

2.5黑濁及其去除①黑濁來(lái)源。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)器出液會(huì)逐漸變得渾濁、發(fā)黑。黑色混濁物來(lái)源有兩個(gè)可能，即來(lái)自鋁屑或來(lái)自還原出來(lái)的鉛。為探明其確切成分，對(duì)黑色物質(zhì)去除和未去除兩個(gè)樣進(jìn)行測(cè)量。相差0.2ppm在測(cè)量誤差范圍以內(nèi)，由此可見(jiàn)黑濁不是來(lái)源于還原出來(lái)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(dāng)措施將其去除。經(jīng)過(guò)大量的小試實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)黑濁去除的較簡(jiǎn)單較節(jié)省費(fèi)用的辦法就是沉淀法，但要花去較長(zhǎng)的時(shí)間。另外采用適當(dāng)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(guò)六天的成本核算實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)精確稱量鋁屑腐蝕減量，得六天總腐蝕耗鋁率為42.57%（實(shí)驗(yàn)用鋁31克），由設(shè)計(jì)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(cè)每噸耗鋁0.33325公斤。鋁屑通過(guò)廢品收購(gòu)按每噸2萬(wàn)元計(jì)，則處理1噸聚合鋁耗鋁費(fèi)為6.67元。而這些鋁并沒(méi)有被浪費(fèi)，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(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)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(dòng)態(tài)操作；停留時(shí)間為l小時(shí)；黑濁去除暫用沉淀法。通過(guò)增加一道處理工序，在增加成本不高的情況下，可以實(shí)現(xiàn)普通原料生產(chǎn)出滿足飲用水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的聚合氯化鋁，提高了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。