鋁礦粉與副產鹽酸反應生產的聚合氯化鋁成本低廉，在市場競爭日趨激烈的今天，具有一定的優(yōu)勢。但由于鋁礦粉和副產鹽酸會給產品帶進許多有害雜質，用于飲用水的凈化會危害人身體健康，根據國家建委1991年提出的不允許用有害雜質多的鋁灰生產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物氫氧化鋁和鹽酸反應生產的聚合氯化鋁供給飲用水廠，不但成本昂貴，而且原料難得。因而如果采用適當方法，把由鋁礦粉和副產鹽酸反應生產的聚合鋁中的有害雜質去除或去除到合適的程度使之符合飲用水標準，從而大大降低生產成本，此已成為聚合鋁廠當務之急。

近年來，利用微電解法處理工業(yè)廢水已越來越多地引起人們的關注。此法具有使用范圍廣，處理效果好，使用壽命長，成本低廉及操作維護方便等特點。微電解中應用比較成熟的鐵床技術已廣泛應用于印染廢水、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數微小的鐵碳原電池并發(fā)生如下反應：

陽很：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．比如能破壞有色廢水中的有色物質的發(fā)色基團，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，還含有副產鹽酸帶來的一些有機雜質。其中重金屬離子中以鉛(Pb2+)離子很標較為典型，一般在20ppm以上，多的接近l00ppm，而自來水廠對液體聚鋁的鉛含量控制在10ppm以內，由于液體聚鋁pH值一般控制在3.0-4.5，正好符合微電解對介質的要求范圍，因而采用微電解技術去除這些雜質，其方法是合理可行的。但鐵碳微電解會給聚合鋁帶進鐵，會影響產品的色澤和純度，因而把鐵屑換成鋁屑，采用鋁碳微電解來處理聚合氯化鋁。由于鋁屑本身含雜質非常少，更沒有碳等雜質，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來去除重金屬離子和有機雜質，其電很反應為：

陽很：AL-AL3++3e-陰很：2H++2e-一2[H]一H2

M2++2e--M(M代表金屬單質）

許多有機物雜質在電場的作用下同時也被分解反應，破壞其原有結構，達到除色、降低毒性的作用。

以下內容以鉛Pb2+為重金屬代表進行數據檢測。

1實驗部分

1.1儀器鋁碳微電解床：自制；GFU-202C原子吸收分光光度計；TG328A精密分析天平。

1.2分析方法鉛的測定：GB/T5009.12。

2實驗結果

2.1鋁碳微電解與相關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比。另外，活性炭的吸附作用也不可忽視。表l是三個樣脫鉛對比實驗（投加量按成本一樣投加，反應時間一樣，浸泡靜置）。

2.2鋁碳比實驗不同的鋁碳比會影響到微電解原電池反應，從而影響單位時間單位體積反應物質的處理效率，鑒于鋁屑與活性炭的物理特性，采用重量比做對比實驗。（填料體積、處理時間均一樣）

表2實驗數據可以發(fā)現(xiàn)，活性炭比例的增加，鉛的脫除率反而下降。、試驗中發(fā)現(xiàn)活性炭量的提高有利于有機物的去除，結合以上數據，采用比例1:1比較合適。

2.3靜動態(tài)效果比較小試中微電解反應器采用靜態(tài)（浸泡）、動態(tài)（液體流動，填料不動）兩種不同的方式對聚合氯化鋁進行處理，主要考察哪一種方法更能發(fā)揮微電解的作用。實驗結果顯示，靜態(tài)和動態(tài)效果一樣。為便于工業(yè)操作，采用動態(tài)方式。

2.4較佳停留時間停留時間越長越能使原電池反應充分，從而越有利于降低聚合鋁液體中的雜質含量，但過長的停留時間勢必會降低單位時間的處理量，且會增大腐蝕量。要保證一定的處理量則勢必要擴大反應器的體積，從而大大增加設備投資，對該方法的應用不利。因而需要找到一個合理的停留時間，使反應器不至于過大。實驗數據如下：數據顯示，時間越長，鉛含量下降的越多，但下降的幅度越來越小。而時間每增加半小時，反應器體積將擴大33%即擴大三分之一體積，這對設備制造及投資均不利，建議合理停留時間為一小時。

2.5黑濁及其去除①黑濁來源。隨著反應的進行，反應器出液會逐漸變得渾濁、發(fā)黑。黑色混濁物來源有兩個可能，即來自鋁屑或來自還原出來的鉛。為探明其確切成分，對黑色物質去除和未去除兩個樣進行測量。相差0.2ppm在測量誤差范圍以內，由此可見黑濁不是來源于還原出來的鋁。②黑濁去除辦法。黑濁很大的影響了聚合鋁的外觀，因而必須采取適當措施將其去除。經過大量的小試實驗，發(fā)現(xiàn)黑濁去除的較簡單較節(jié)省費用的辦法就是沉淀法，但要花去較長的時間。另外采用適當催化劑，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處理成本核算經過六天的成本核算實驗，經過精確稱量鋁屑腐蝕減量，得六天總腐蝕耗鋁率為42.57%（實驗用鋁31克），由設計每天凈化聚合氯化鋁6.6公斤，則每公斤耗鋁0.33325克，即推測每噸耗鋁0.33325公斤。鋁屑通過廢品收購按每噸2萬元計，則處理1噸聚合鋁耗鋁費為6.67元。而這些鋁并沒有被浪費，而是溶于聚合鋁中成為其有效成分。

3結論

綜合以上各項實驗結果，對聚合氯化鋁液體采用的鋁碳微電解法較佳參數為：鋁碳比1:1；動態(tài)操作；停留時間為l小時；黑濁去除暫用沉淀法。通過增加一道處理工序，在增加成本不高的情況下，可以實現(xiàn)普通原料生產出滿足飲用水國家標準的聚合氯化鋁，提高了產品競爭力。