1.聚合氯化铝

中文别名：碱式氯化铝，聚合铝

英文名称：polyaluminium chiloride

分子式：[Al₂(OH)_nCl_6-n·xH₂O]_m(m≤10,n=1～5)

(1)性能指标

(2)生产原料与用量

铝灰      工业级      500      水      自来水      250～350

盐酸      工业级      300～400

(3)合成原理由铝灰(主要成分为氧化铝和金属铝)在盐酸存在下进行缩聚反应而得。合成反应路线如下：

Al₂O₃＋6HCI+3H₂O→2AIC1₃·6H₂O

2A1+(6-n)HCI+nH₂O→AI₂(OH)_nC1_6-n＋3H₂

nAl+(6-n) AlCl₃＋3nH₂O→3A1₂(OH)_nCl_6-n＋1.5nH₂

MAI₂(OH)_nCl_6-n+mxH₂O→[Al₂(OH)_nCl_6-n·xH₂O]_m

(4)生产工艺流程(参见图14-11)将铝灰(主要成分为氧化铝和金属铝)按一定配比加入预先加入洗涤水的聚合釜D101中，在搅拌下缓缓加入盐酸进行缩聚反应，经熟化聚合至pH为4.2～4.5，溶液相对密度1.2左右。物料导入F102中进行沉降，得到液体聚合氯化铝。液体产品稀释过滤，再经浓缩干燥得固体聚合氯化铝成品。

图14-11  聚合氯化铝生产工艺流程

(5)产品用途  作为絮凝剂主要用于净化饮用水和给水的特殊水质处理，如除铁、氟、镉、放射性污染及除飘浮油等。亦可用于工业废水如印染废水处理、精细铸造、医药、造纸、制革等。

2.聚合硫酸铁

中文别名：碱式硫酸铁

英文名称：polymeric ferric sulfate, PFS

分子式：[Fe₂(OH)_n(SO₄)_3-n/2]_m

(1)性能指标(GB 14591-1993)

(2)生产原料与用量

(3)合成原理聚合硫酸铁的生产工艺主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多数PFS的制备采用直接氧化法，此法工艺路线较简单，用于工业生产可以减少设备投资和生产环节，降低设备成本，但这种生产工艺必须依赖于氧化剂，如H₂O₂、KClO₃、HNO₃等无机氧化剂。催化氧化法一般是选用一种催化剂，利用氧气或空气氧化制备聚合硫酸铁。以下是制备聚合硫酸铁的具体操作方法。

聚合硫酸铁在工业生产中多采用催化氧化法，即以硫酸亚铁及硫酸为原料，借助催化剂(NaNO₂)的作用，利用氧化剂使硫酸亚铁在酸性介质中被氧化成三价铁离子。然后用氢氧化钠中和，调整碱化度进行水解，聚合反应制得聚合硫酸铁。其聚合机理是二价铁离子在酸性条件下，由于催化剂的作用，氧化为三价铁离子：

然后，Fe₂(SO₄)₃进行去质子化，先生成六水合硫酸铁，再生成五水合硫酸铁……，直至生成各种碱式硫酸铁，最后经水解、聚合作用制得聚合硫酸铁。

(4)生产工艺流程(参见图14-12)将工业品硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)和硫酸(也可分批加入)及水配成浓度为18％～20％(质量分数)的水溶液，投入聚合釜D101中。加热到50℃以上，通入氧气，其压力控制在3.03×10⁵ Pa左右，然后将投料量0.4％～1.0％的催化剂NaNO₂分批投加。所得液体产品碱化度为10％～13％。将所得液体产品经过固化、陈化、干燥、粉碎等后处理，可得固体产品。

图14-12  聚合硫酸铁生产工艺流程

(5)产品用途  聚合硫酸铁对除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD, BOD及重金属离子等功效显著；适应水体pH范围宽为4.11，最佳pH范围为6～9，净化后原水的pH与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小；对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著，对高浊度原水净化效果尤佳。