高岭土制备聚合氯化铝的研究

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1、中南大学硕士学位论文高岭土制备聚合氯化铝的研究姓名：李传常申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：唐爱东;周涛20090513中南大学硕士学位论文摘要某地高岭土含铁多、自然白度低，不适于制造高档陶瓷。但其原矿中A1203含量高达38．06％，可作为制备聚合氯化铝的廉价原料。本文对此高岭土制备聚合氯化铝的工艺和应用进行了研究。制备包括活化、溶出以及聚合三个过程。应用包括PAC处理模拟废水和实际废水的研究。在实验室研究的基础上开展了扩大试验以及产品的工业试用。取得主要结果如下：活化过程：采用了化学分析法、SE

2、M和TG．DSC分别分析了高岭土原矿的化学成分、物相、形貌以及热行为，同时采用XRD研究了不同焙烧温度下高岭土物相的变化。结果表明：在700～800℃时，为典型的无定形、非晶质的偏高岭石，此时铝氧八面体层被完全破坏，由此确定了活化高岭土中惰性A1203的温度范围为700-800℃。溶出过程：采用正交试验，考察了焙烧温度和时间、酸溶浓度和酸溶比(A1203与HCl摩尔比)、酸溶温度和时间以及激发剂用量等因素对A1203溶出率的影响。综合考虑实际生产和经济效益，确定了较优的溶出条件：焙烧温度750℃，焙烧时间1

3、h，酸溶浓度20％，酸溶比1：6．0，酸溶温度100℃，酸溶时间2．0h，激发剂用量3．0g／lOOgo聚合过程：对比研究了NaOH、NazC03和CaC03调节剂在聚合过程中的行为以及对产品指标的影响，最终确定了采用CaC03为聚合工艺的调节剂。采用A1．Ferron逐时络合比色法研究了聚合氯化铝中铝的形态分布，考察了laca／nAl对聚合氯化铝稳定性的影响。结果表明：在高钙体系中，nca／nAl直接影响铝形态(A1a，AIb和Al。)的分布，nca／nAI较低时，稳定的Alb占主导地位，体系相对稳定，随

4、着11ca／nAI的增大，Alb减少，而不稳定的Al。增加，从而影响聚合氯化铝的稳定性。研究了PAC样品对甲基橙模拟废水的絮凝效果。结果表明：投加4gPAC处理150mL废水后，模拟废水色度、浊度和COD值分别降低了66％、67％和76％。同时，将PAC样品稀释为A1203含量为5mg／mL后，用于处理200mL实际废水，实验表明：投加5mLPAC稀释液后，废水的浊度、色度和COD分别降低了96％、96％，和76％。扩大试验结果表明：制备的工业产品均达到国家标准中南大学硕士学位论文摘要(GBl5892．20

5、03)技术指标的要求，而且完全验证了实验室工艺的可靠性。工业试用结果表明：出水浊度稳定，波动范围(11．4FTU)小于现用产品的波动范围(20．4FTU)。关键词高岭土，制备，聚合氯化铝，絮凝剂，水处理Il中南大学硕士学位论文ABSTRACTKaoliniteofsomewherecan’tbecometherawmaterialofhigh。gradeceramicsbecauseofhighcomemofironandlowwhitedegree．However,itisalow—costrawmate

6、rialofpreparingPACowingtothecertaincontentsofA1203(38．06％)．Inthispaper,theprocessandapplicationofpreparingpolyaluminiumchloridebyusingthiskindofkaolinitehasbeenstudied，whichinvolvedthreeprocessesofactivation，extractionandpolymerization．Andtheapplicationinc

7、ludedstudiesofthetreatmentofsimulatedwastewaterandrealwastewaterbyPACsamples．Onthebasisoflaboratorystudies，thepilottestandcommercialapplicationofproductswerecarriedout，especially．Themainresultsobtainedareasfollows：Inthestepofactivation，thechemicalcompositi

8、onandphysicalphaseofthekaoliniteOrewereanalyzedbychemicalanalysismethods．Themorphologyandthermalbehaviorwerecharacterizedbyscanningelectronmicroscope(SEM)andthermogravimetric—differentialscanningcalorimeters(