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聚合氯化铝的物化性质及质量标准

时间:2021/04/22 点击:

聚合氯化铝[Poly Aluminium Chloride,简称PAC],又称碱式氯化铝,分子式不明,但一般表示为[Al2(OH)nCl6-n·H2O]m(m≤10,n≤5),其中n代表聚合程度,这取决于制备过程中的多方面因素,m表示某种聚合氯化铝产品的中性化程度,即氢氧根离子取代氯离子的多少程度。

聚合氯化铝所代表的并不是某一种特定的无机化合物,而是一系列无机聚合物的总称,是一种络合物。以铝为中心离子,氢氧根及氯根为配位体,通过羟基起架桥聚合作用,构成络合物的群体,分子中所带的羟基数量不等。

聚合氯化铝产品分固体和液体两种。

固体聚合氯化铝为无色,淡黄色,灰绿色或棕褐色细粒或粉末,容易潮解,易溶于水,水解过程伴随电化学,凝聚,吸附和沉淀等物理化学过程。有较强的架桥吸附性能,净水效果远优于低分子净水剂硫酸铝,三氯化铁,硫酸亚铁和明矾等。

液体聚合氯化铝为无色,淡灰色,淡黄色或棕褐色透明,半透明液体,无沉淀。

其它形状随盐基度变化,盐基度在30%以下为晶体,30%-60%之间为胶状物,60%以上逐渐变为玻璃体或树脂状,水溶液是介于三氯化铝和氢氧化铝之间的水解产物,灰色略带混浊,带有胶体电荷,对水中的悬浮物有较强的吸附作用。

聚合氯化铝味酸涩,溶于水后加热到110℃以上时发生分解,放出氯化氢,并分解为氧化铝。与酸作用发生解聚作用,使聚合度和盐基度降低,最后变为正盐;与碱作用使聚合度和盐基度提高,最终可生成氢氧化铝或铝酸盐;与硫酸铝或其他多价酸盐混合时易生成沉淀,一般会降低完全失去混凝性能。因此作为水处理剂的聚合氯化铝有一定的标准,见表1、表2。

表1 水处理剂聚合氯化铝国家标准

指标名称 氧化铝(Al2O3计)/% 盐基度/% 密度(20℃)/(g/cm3 不溶物/% pH(10g/L水溶液) Fe/% As% Pb/%
液体 ≥6.0 30.0-95.0 ≥1.10 ≤0.5 3.5-5.0 ≤2.0 ≤0.0005 ≤0.002
固体 ≥28.0 - ≤1.5 ≤5.0 ≤0.0015 ≤0.006

表2 生活饮用水聚合氯化铝国家标准

指标名称 氧化铝(Al2O3计)/% 盐基度/% 密度(20℃)/(g/cm3 不溶物/% pH(10g/L水溶液) As% Pb/% Cd/% Hg/% Cr+6/%
液体 ≥10.0 40.0-90.0 ≥1.120 ≤0.2 3.5-5.0 ≤0.0002 ≤0.001 ≤0.0002 ≤0.00001 ≤0.0005
固体 ≥29.0 - ≤0.6

其中,盐基度是指聚合物中羟基在阴离子总数中所占的百分比。是PAC的重要质量指标,是溶液中碱量与铝量的摩尔比值。一般认为盐基度与羟基聚合物的聚合度成正比关系,盐基度越大,聚合度越高,由此可以判断溶液中水解产物的级别。盐基度的测定方法应按照氟化钾掩蔽下过量盐酸反滴定的操作程序,并需有空白试验作对照。