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《中国地质大学(北京)》 2006年
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Al_(13)分离纯化工艺研究及其凝聚絮凝特性初探

李国红  
【摘要】:在水处理中,混凝剂是混凝过程的主要因素,一直以来 Al 盐是世界上使用最多的传统混凝剂。近年来,在传统 Fe 盐和 Al 盐的基础上,无机高分子絮凝剂(IPFs)正迅速发展并得到广泛应用,在众多 IPFs 中,聚合氯化铝(PACl)是最典型和使用最广泛的一种,它具有优于传统絮凝剂的许多特性。在水溶液中,Al(Ⅲ)趋向于快速的水解,聚合和沉淀过程,各种可能形态以亚稳态和瞬间态存在于溶液中,例如,单体,二聚体,Al_(13)[AlO4Al12(OH)24(H2O)127+]和溶胶态。在这些形态中 Al_(13)越来越受到更多的关注,尤其是在水处理中,Al_(13)被认为是在混凝过程中起主要作用的成分。无疑,寻找从 PACl 中分离各种形态(尤其是Al_(13)),研究其形态结构和物理化学特性是很有意义的。 本论文采用 SO4/Ba 分离置换法对中等浓度 PACl 的 Al_(13)进行提取,研究 PACl与硫酸盐沉淀反应过程中SO4/Al摩尔比、反应体系起始总铝浓度的影响以及Al_(13)硫酸盐沉淀与 Ba(NO3)2溶液置换反应过程中的 Ba/SO4摩尔比、超声、水浴温度等因素的影响。实验结果表明,在制备温度为 50℃条件下,浓度在 0.4-0.6mol/L 范围的 PACl 含有较高的 Alb,沉淀分离反应的最佳 SO4/Al 摩尔比为0.6:1;生成的 Al_(13)硫酸盐沉淀物为正四面体状晶体。在 Al_(13)硫酸盐与 Ba(NO3)2溶液置换反应过程中,Ba/SO4的最佳摩尔比为 1:1,反应温度及超声作用对置换反应得到 Al_(13)溶液的影响较小;提高 Ba(NO3)2的起始浓度可以得到相应较高浓度的纯化 Al_(13)溶液。所得 Al_(13)纯度的统计平均值为 92.1%。 研究对比高浓度 Al_(13)不同熟化时间的形态变化和稳定性,比较 AlCl3,工业PACl,Al_(13)和高浓度 Al_(13)熟化液的混凝效果,研究了腐植酸的去除机制,主要原因是不同絮凝剂投入水中后的形态变化。从剩余浊度(RT),Zeta 电位和剩余腐植酸(UV254)的变化曲线讨论了 pH 值和投药量的影响.实验结果表明,Al_(13)有非常好的形态稳定性。在悬浮液含有腐植酸和高岭土的情况下,和传统混凝剂相比,pH 值对 Al_(13)的影响很小,当 Al_(13)投入水中后,它的形态仍保持原有特性,即使在某一熟化时间和在高 pH 值下,Al_(13)具有的高电荷特性会使其立即吸附到颗粒物的表面.这个特有的性质直接影响到混凝过程的机制和效果。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X703.5

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【引证文献】
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【参考文献】
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