聚合氯化铝的合成方法
氟化工副产盐酸回收利用制作聚氯化铝工艺研究
18在有机氟化工生产过程中，如二氟一氯甲烷、三氟甲烷、偏氟乙烯、四氟乙烯等工艺合成过程中均会产生大量的副产盐酸，通常浓度为10%～35%，例如一个万吨级的四氟乙烯装置每年会伴随产出数十万吨的含氟盐酸副产物，因该类盐酸中含有大量氟离子，通常浓度高达1000～3000ppm，氟离子在盐酸中以氢氟酸形式存在，对下游使用会严重腐蚀设备、管道和仪器，不经过处理就很难得到利用，如果将这些盐酸直接排放，不但会造成环境污染，而且也是资源的严重浪费，即使是经过中和处理达标排放也会造成大量的成本投入。
为提升含氟副产盐酸的综合利用，将其合成制作聚合氯化铝，以达到增值效果。
聚合氯化铝是一种净水材料，为无机高分子混凝剂，英文缩写为PAC，因化学结构中氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。
聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用pH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显，能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子，该产品广泛用于工业用水和污水处理领域。
1 合成方法1.1 原料及方法1.1.1 原材料含氟盐酸：HCL 10%～20%，[F]- 含量1000ppm，福建三农新材料有限责任公司生产。
铝酸钙：主要成分A L 2O 3≥50％，C a O 27％~35％，过滤时间10min，酸不溶物≤20％，质量符合GB/T 29341—2012 水处理剂用铝酸钙标准，巩义市威达有限公司生产。
氢氧化铝：AL（OH）3≥99％，水分<0.2%，中国铝业山东分公司生产。
铝矾土：主要成分AL 2O 3>80％，Ca0 <0.8％，Fe 2O 3>2.8%，巩义市兴松矿业公司。
1.1.2 主要生产设备表1为主要生产设备。
表1 主要生产设备序号设备名称规格型号数量备 注1反应池DN4000×4000，V=50m 32带搅拌装置2酸解池DN4000×2500，V=31m 313压滤机厢式隔膜压滤机250㎡24成品池4000×4000×4000，V=64m 32含半成品池5喷雾干燥塔LPG-200016尾气吸收系统φ1600×800011.1.3 工艺方法及流程合成反应分两步完成，首先利用含氟盐酸与氧化铝等反应，生成氯化铝溶液，再加入铝酸钙进行聚合反应生成聚氯化铝。
湛江市第一中学高中化学必修二第八章《化学与可持续发展》(含答案解析)
一、选择题1．下列化工产品不是以食盐为原料生产的是A．硫酸B．盐酸C．纯碱D．烧碱2．化学与技术、社会和环境密切相关。
下列说错误的是()A．煤炭经气化、液化和干馏等过程，可以转化为清洁能源B．利用二氧化碳制造全降解塑料，可以缓解温室效应C．充分开发利用天然纤维，停止使用各种化学合成材料D．加大秸秆的综合利用，如发酵制沼气、生产乙醇等，提高资源的利用率3．下列说法不正确的是A．“氢化油”可以用来制肥皂，也可以用于生产人造奶油B．现代工业生产中芳香烃主要来源于石油化学工业中的催化重整和裂化C．催化裂化可以提高汽油等轻质油的产量与质量D．可燃冰的主要成分为CH4·nH2O，是可再生能源4．光照条件下CO2经一系列催化反应后可转化为甲醇(CH3OH)。
下列有关说法不正确．．．的是（）A．甲醇可作为燃料B．该转化过程只需要CO2作为反应物C．催化剂是实现转化的关键D．该转化有助于工业废气中CO2的处理5．下列说法不合理的是A．用SO2漂白银耳B．用食盐防腐C．用回收的植物油制肥皂D．钢体船外嵌锌板可起防腐作用6．化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法不正确的是A．“霾尘积聚难见路人”，雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应B．蚊虫叮咬时，会释放一种酸性物质，在叮咬处抹些肥皂水(弱碱性)，可减轻痛痒症C．对生活中的塑料垃圾进行填埋，可防止“白色污染”D．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿素的提取属于物理变化7．化学是材料、能源、环境、信息等现代科学技术的重要基础。
下列说法不正确．．．的是A．制造矢量发动机使用含铼（Re）合金材料，合金是纯净物B．“人造太阳”的核燃料是氘、氚，12H、13H互为同位素C．在人体中检测出了“微塑料”，说明白色污染危害严重D．制造芯片的工艺中，用氢氟酸腐蚀硅是化学变化8．从海带中提取I2的实验流程如图所示，下列说法正确的是A．操作①用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗B．操作②用到的玻璃仪器有长颈漏斗、烧杯C．操作③用到的玻璃仪器有烧杯、酒精灯、温度计、漏斗D．将操作②中的苯换为酒精可以达到同样的效果9．下列有关石油炼制和煤的利用的说法正确的是（）A．煤的气化、液化和干馏是物理变化B．通过石油分馏得到的汽油是纯净物C．石油裂解是为了得到乙烯、丙烯等气态短链烃D．干馏的产物能提取出苯、甲苯等芳香烃，因为煤中含有苯和甲苯10．从海带中提取碘单质的工艺流程如下。
《易错题》初中高中化学必修二第八章《化学与可持续发展》测试卷(专题培优)
一、选择题1．化学在生活、生产、科研等方面发挥着重要的作用。
下列说法不正确的是A．沿海人民利用海水晒盐得到粗盐，其主要成分为NaClB．蒸制面食时使用的纯碱属于酸式盐C．“新冠抗疫”中，用于消毒的84消毒液的有效成分为氯的含氧酸盐D．制造“后母戊鼎”的青铜和举世轰动的“超级钢”均属于合金2．“绿色化学”提倡，设计制备物质的方案时，要从经济、环保和技术等方面考虑，以下由铜制取硝酸铜的四种方案中，比较符合“绿色化学”概念且可行的方案是A．Cu → Cu(NO3)2B．Cu → CuO →Cu(NO3)2C．Cu → CuCl2 →Cu(NO3)2D．Cu → CuSO4 →Cu(NO3)23．美国研究人员成功实现在常温常压下用氮气和水生产氨，原理如下图所示：下列说正确的是A．图中能量转化方式只有2种B．H+向a极区移动C．b极发生的电极反应为：N2+6H++6e-=2NH3D．a极上每产生22.4LO2流过电极的电子数一定为4×6.02×10234．“共享单车”方便出行，低碳环保。
下列关于单车的制造材料说法正确的是A．制造车轮钢圈的材料是合金B．铝合金制造的车架较钢制造的重C．制造轮胎用的橡胶属于无机物D．制造反光板的有机玻璃属于硅酸盐5．陕西省将于2021年承办中华人民共和国第十四届运动会。
下列措施不利于节能减排、改善环境质量的是（）A．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料B．引进电动汽车，减少汽车尾气排放C．积极推行和使用能被微生物降解的新型聚合物材料D．使用填埋法处理未经分类的生活垃圾6．化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法不正确的是A．“霾尘积聚难见路人”，雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应B．蚊虫叮咬时，会释放一种酸性物质，在叮咬处抹些肥皂水(弱碱性)，可减轻痛痒症C．对生活中的塑料垃圾进行填埋，可防止“白色污染”D．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿素的提取属于物理变化7．如图是工业“从海水中提取镁”的简易流程示意图。
利用含铝废盐酸制备聚合氯化铝
利用含铝废盐酸制备聚合氯化铝刘君君;赵选英;杨峰;戴建军;王智宁;唐为清【摘要】以某医药企业产生的含铝废盐酸为原料制备了液体聚合氯化铝(PAC).确定了适宜的有机物去除方法和碱化剂,考察了碱化剂投加量、废盐酸铝离子含量等合成条件对PAC产品指标的影响,并比较了自制PAC和市售PAC对该企业污水站二沉池出水的混凝效果.实验结果表明:采用活性炭吸附法去除废盐酸中有机物,选择固体CaO作为碱化剂,在活性炭投加量1‰(w)、吸附时间1 h、铝离子含量9.5％(w,以Al2O3计)、CaO投加量80 g/L、反应时间24 h的条件下,制备的液体PAC 达到行业标准HG/T 2677—2017《工业聚氯化铝》中的Ⅲ类标准;自制PAC对废水COD和SS的去除率均优于市售PAC,不仅可替代其使用,还可外售产生经济效益.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2019(039)004【总页数】5页(P458-462)【关键词】含铝废盐酸;聚合氯化铝(PAC);混凝【作者】刘君君;赵选英;杨峰;戴建军;王智宁;唐为清【作者单位】江苏南大华兴环保科技股份公司,江苏盐城 224001;江苏南大华兴环保科技股份公司,江苏盐城 224001;江苏南大华兴环保科技股份公司,江苏盐城224001;江苏南大华兴环保科技股份公司,江苏盐城 224001;江苏南大华兴环保科技股份公司,江苏盐城 224001;江苏南大华兴环保科技股份公司,江苏盐城 224001【正文语种】中文【中图分类】X787江苏盐城滨海化工园区某医药企业在生产过程中产生大量含铝废盐酸，其COD高达9 000～12 000 mg/L，pH＜1，氯离子质量浓度约为3×105 mg/L，铝离子含量为10%～12%（w，以Al2O3计，下同），密度为1.1～1.3 g/cm3，成分主要为氯化铝，还有一定浓度的有机物。
该企业目前将其作为高盐废水处理，通过蒸发析盐法将氯化铝与废水分离，得到的氯化铝盐含有刺鼻味道且色度较深，故作为固废处置；冷凝水则通过物化预处理后进入生化系统，达标后排入园区污水厂。
成都玉林中学(肖家河校区)高中化学必修二第八章《化学与可持续发展》(答案解析)
一、选择题1．下列不属于室内空气污染物质的是（ ）A ．COB ．苯C ．重金属D ．甲醛2．节约集约利用资源，倡导绿色简约生活。
关于能源与生活的说法错误．．的是 A ．推广使用一次性塑料袋和纸巾B ．发展非燃油型新能源汽车，有利于减少污染气体排放，改善人类生存环境。
C ．充分利用太阳能D ．燃料不完全燃烧排放的CO 是大气污染物之一3．化学与人们的生活、生产密切相关。
下列说法正确的是A ．酒精和84消毒液混合使用能提高对新型冠状病毒的预防效果B ．纳米铁粉可以去除被污染水体中的Cu 2+、Hg 2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附C ．燃煤中加入CaO 可以减少酸雨的形成，同时也可以减少温室气体的排放D ．5G 时代某三维存储器能储存海量数据，其半导体衬底材料是单晶硅4．下列说法不正确的是A ．河流入海口三角洲的形成与胶体的聚沉有关B ．纯碱和小苏打都可以作食品添加剂C ．向某些食品中添加少量还原铁粉可以达到补铁的目的D ．CO 2是温室气体，是大气污染程度的重要指标5．“共享单车”方便出行，低碳环保。
下列关于单车的制造材料说法正确的是A ．制造车轮钢圈的材料是合金B ．铝合金制造的车架较钢制造的重C ．制造轮胎用的橡胶属于无机物D ．制造反光板的有机玻璃属于硅酸盐6．下列说法不合理的是A ．用SO 2漂白银耳B ．用食盐防腐C ．用回收的植物油制肥皂D ．钢体船外嵌锌板可起防腐作用 7．化学无处不在，下列说法错误的是A ．《元丰行示德逢》里“雷蟠电掣云滔滔，夜半载雨输亭皋”涉及化学反应22N +O 2NO 放电B ．举世轰动的“超级钢”(含Mn10%C0.47%Al2%V0.7%、、、)是一种新型合金C ．中国传统制作油条的口诀是“一碱、二矾、三钱盐”，其中的“碱”是火碱D ．根据化学学科核心素养之一(证据推理与模型认知)可推知3Cr(OH)胶体也可吸附悬浮杂质8．某同学在实验室利用氢氧化钠溶液、盐酸分离铁粉和铝粉的混合物，物质转化关系如图所示：下列说法不正确的是( )A ．X 为NaOH 溶液，Y 为盐酸B ．a 、b 、c 既能与酸又能与碱反应C ．b→c→Al 的反应条件分别为：加热、电解D ．a→b 发生的反应为AlO 2-＋H ＋＋H 2O=Al(OH)3↓9．利用海水提取溴和镁的过程如下，下列说法不正确的是A ．工业溴中含少量Cl 2，可用NaOH 溶液除去B ．工业上常利用电解熔融MgCl 2冶炼金属镁C ．富集溴元素过程中，空气吹出法利用了溴易挥发的性质D ．若提取1 mol Br 2，至少需要标准状况下44.8 L 的Cl 210．工业上用铝土矿（主要成分为Al 2O 3，含Fe 2O 3等杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：对上述流程中的判断不正确的是A ．试剂X 为氢氧化钠溶液，试剂Y 为CO 2B ．结合质子（H +）的能力由强到弱的顺序是2-3CO ＞-2AlO ＞OH -C ．反应Ⅱ中生成Al （OH ）3的反应为CO 2+-2AlO +2H 2O=Al （OH ）3↓+3HCO -D ．Al 2O 3熔点很高，电解时向Al 2O 3中加入冰晶石，使Al 2O 3的熔点降低，从而减少冶炼过程中能量消耗 二、填空题11．为减轻大气污染，必须要加强对工业废气和汽车尾气的治理，根据所学知识回答下列问题：(1)化石燃料包括煤、石油和___________。
混凝剂PAC
混凝剂聚合氯化铝，俗称净水剂，或者混凝剂，又名聚氯化铝，简称聚铝，英文名字PAC。
和碱式聚合氯化铝，喷雾干燥聚合氯化铝同属于相关类净水药剂。
1、用途混凝剂主要用于生活饮用水的净化和工业废水，特殊水质的处理（如含油污水，印染造纸污水、冶炼污水，含放射性特质，含Pb,Cr等毒性重金属和含F污水等）。
此外在精密铸造、石油钻探、制革、冶金造纸等方面也有广泛用途。
混凝剂就是在水处理过程中可以将水中的胶体微粒子相互粘结和聚集在一起的物质，通常混凝剂分为有机混凝剂和无机混凝剂两大类。
混凝的过程就是在水处理的过程中加入药剂，使杂质产生凝聚、絮凝的过程。
给水处理：以地面水为水源时，去除浊度和细菌。
经混凝沉淀后一般浊度小于10 度。
废水处理工业废水：用于处理一些特殊的废水，脱色、去除悬浮物等印染废水处理：适用于含颜料、分散染料、水溶性分子量较大的等染料废水处理。
混凝剂的选择与染料种类有关，需做混凝试验。
可以单独用无机混凝剂，也可和有机高分子絮凝剂联用。
采用PAC 混凝剂，投加量为140mg/L 时，TOC 去除率为68%。
含油废水处理：乳化油颗粒小、表面带电荷，加混凝剂，压缩双电层。
通常采用混凝气浮工艺。
混凝剂作为水处理药剂的具体用途：①不需加其它助剂，絮凝体形成快而粗大，活性高，沉性高，沉淀快。
因而对高浊度水的净化效果特别明显。
②、适应PH值范围宽，降低原水中PH值小，因而对管道设备无腐蚀作用。
③、脱色、去污力强。
净水效果是AL2(SO4)3的4-6倍，ALCL3的3-5倍。
用量小，效力大;成本低，效益高。
2、选用原则混凝剂种类繁多，如何根据水处理厂工艺条件、原水水质情况和处理后水质目标选用合适的混凝药剂，是十分重要的。
混凝剂品种的选择应遵循以下一般原则：①混凝效果好。
在特定的原水水质、处理后水质要求和特定的处理工艺条件下，可以获得满意的混凝效果。
②无毒害作用。
当用于处理生活饮用水时，所选用混凝剂不得含有对人体健康有害的成分；当用于工业生产时，所选用混凝药剂不得含有对生产有害的成分。
成都四川师范大学附属中学高中化学必修二第八章《化学与可持续发展》知识点
一、选择题1．下列叙述不正确的是A．天然气的主要成分是甲烷，是一种清洁、不可再生的化石燃料B．液氨汽化时吸收大量的热，因此液氨常用作制冷剂C．活性炭、SO2、Na2O2都能使品红溶液褪色，原理相同D．石油分馏得到的汽油是混合物2．下列不属于室内空气污染物质的是（）A．CO B．苯C．重金属D．甲醛3．补钾和补钙一样重要。
我国居民每天钾摄入量仅为1616.9毫克，远远低于预防慢性病的建议摄入量。
下列有关说法不正确的是（）A．大量出汗时，钾的排出量会明显增加B．钾肥是常见的化学肥料C．钾是人体所需的微量元素D．草木灰的主要成分是碳酸钾，碳酸钾溶液中滴加足量盐酸后会产生气泡4．下列说法不合理的是A．用SO2漂白银耳B．用食盐防腐C．用回收的植物油制肥皂D．钢体船外嵌锌板可起防腐作用5．下列说法不正确的是A．钠着火不能用泡沫灭火器灭火B．石灰石在高温下可用于消除燃煤烟气中的SO2C．二氧化硅具有导电性，可用于制造光导纤维D．利用催化剂可减少汽车尾气中有害气体的排放6．下列选项中的诗句内容基本不涉及化学变化的是A．“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”B．“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”C．“美人首饰侯王印，尽是江中浪底来”D．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”7．下列有关自然资源的开发利用叙述正确的是A．从海水中提取金属镁的过程中发生置换反应B．金属铝的冶炼可采取电解熔融氯化铝的方法C．石油裂化的目的是提高轻质燃料油的质量和产量D．煤中含有的苯、甲苯、二甲苯等有机物，可通过煤的干馏来获得8．下列有关石油炼制和煤的利用的说法正确的是（）A．煤的气化、液化和干馏是物理变化B．通过石油分馏得到的汽油是纯净物C．石油裂解是为了得到乙烯、丙烯等气态短链烃D．干馏的产物能提取出苯、甲苯等芳香烃，因为煤中含有苯和甲苯9．化学与生活、技术密不可分，下列有关说法错误的是A．天然气是高效清洁的化石燃料B．可利用离子反应处理水中的微量重金属元素C．油脂可以制取肥皂D．我国使用最早的合金是生铁10．下列有关金属的说法中，正确的是( )①不锈钢抗腐蚀性较好②钛合金可用于飞机、火箭的制造③司母戊鼎是铁合金④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血⑤青铜、不锈钢都是合金⑥形成合金时金属与金属之间发生了化学反应A．①②④⑤B．②③④⑤⑥C．①③④⑤D．①②③④⑤⑥二、填空题11．海水的综合利用包括很多方面，下图是一种海水综合利用联合工业体系的简易示例图。
2021年高中化学必修二第八章《化学与可持续发展》测试(答案解析)
一、选择题1．下列有关水处理的方法合理的是A ．用亚铁盐吸附水中的悬浮物B ．用火碱还原废水中的227Cr O -C ．用2Na S 沉淀水中的2Cu +、2Hg +等重金属离子D ．用食盐处理含高浓度4NH +的废水并回收利用氨2．海水是重要的资源，可以制备一系列物质．下列说法错误的是A ．步骤②中，应先通3NH ，再通2COB ．步骤③中可将22MgCl 6H O 晶体在HCl 气流中加热脱水C ．除去粗盐中2-4SO 、+2Ca 、+2Mg 等杂质，加入试剂及相关操作顺序可以是：NaOH 溶液2BaCl →溶液23Na CO →溶液→过滤→盐酸D ．步骤④、⑤、⑥反应中，溴元素均被氧化3．下列选项中的诗句内容基本不涉及化学变化的是A ．“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”B ．“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”C ．“美人首饰侯王印，尽是江中浪底来”D ．“春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干”4．铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示：下列说法错误的是( )A ．反应①又称铝热反应，可用于野外焊接铁轨B ．反应②、③都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等C ．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向A12(SO 4)3溶液中滴加足量的NaOH 溶液D ．工业上用反应⑦制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度5．化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法不正确的是A ．“霾尘积聚难见路人”，雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应B ．蚊虫叮咬时，会释放一种酸性物质，在叮咬处抹些肥皂水(弱碱性)，可减轻痛痒症C ．对生活中的塑料垃圾进行填埋，可防止“白色污染”D ．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿素的提取属于物理变化6．如图为海水综合利用的部分过程。
下列有关说法正确的是A ．过程①加入药品顺序为：Na 2CO 3溶液→NaOH 溶液→BaCl 2溶液B ．过程②为电解熔融精盐C ．工业上过程③加入的试剂：浓NaOH 溶液D ．第⑥步反应的离子方程式可表示为：3Br 2+32-3CO ＝5 Br -+-3BrO +3CO 2↑7．下列实验方案正确且能达到相应实验目的的是A ．甲装置用于验证草酸晶体是否含结晶水B ．乙装置用于海带提碘实验中将海带灼烧成灰C ．丙装置用于配制溶液的实验中向容量瓶中转移溶液D ．丁装置用于验证酸性：H 2SO 4>H 2CO 3>HClO8．下列有关石油炼制和煤的利用的说法正确的是（ ）A ．煤的气化、液化和干馏是物理变化B ．通过石油分馏得到的汽油是纯净物C ．石油裂解是为了得到乙烯、丙烯等气态短链烃D ．干馏的产物能提取出苯、甲苯等芳香烃，因为煤中含有苯和甲苯9．下列关于化肥或农药的说法不正确的是A ．施用农药时要注意安全以防中毒B ．化肥对提高农作物产量具有重要作用，应尽量多施用C ．复合肥料能同时均匀地供给作物几种养分，肥效高D ．长期施用硫酸铵、硫酸钾会使土壤酸化、板结10．工业上用铝土矿（主要成分为Al 2O 3，含Fe 2O 3等杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：对上述流程中的判断不正确的是A ．试剂X 为氢氧化钠溶液，试剂Y 为CO 2B ．结合质子（H +）的能力由强到弱的顺序是2-3CO ＞-2AlO ＞OH -C ．反应Ⅱ中生成Al （OH ）3的反应为CO 2+-2AlO +2H 2O=Al （OH ）3↓+3HCOD ．Al 2O 3熔点很高，电解时向Al 2O 3中加入冰晶石，使Al 2O 3的熔点降低，从而减少冶炼过程中能量消耗 二、填空题11．化学在人体保健、医疗等方面做出了重大贡献。
盐酸浸取赤泥溶液制备聚合氯化铝铁及其对微污染废水的处理
盐酸浸取赤泥溶液制备聚合氯化铝铁及其对微污染废水的处理赤泥矿渣是铝土矿制铝浮选过程中产生的残渣，其中含有丰富的铁、铝元素，未能得到有效利用。
目前对赤泥的处置多为露天堆放，是固体废弃物的重要来源，严重污染环境。
赤泥综合利用既能消除矿渣对环境的危害，又作为资源进行再利用。
因此，赤泥的综合利用对整个社会具有十分重要的意义。
本论文旨在通过各种实验手段探索将赤泥再利用，提取其中铁、铝元素以制备高效水处理剂—聚合氯化铝铁(PAFC)，并进行聚合氯化铝铁净水性能的基础理论研究，为工业化生产的PAFC用于污水处理提供有益的实验数据和理论基础。
首先，利用滴定法分析盐酸浸取赤泥中铁、铝元素含量随时间的变化：铁元素主要以赤铁矿形式存在，经过盐酸的提取，矿渣中的铁元素被大部分提取；而铝元素以三水软铝石的形式存在，容易被大部分提取。
然后，使用正交设计考察酸浸反应的主要影响因素，大小依次为：盐酸用量系数，目数，反应温度，反应时间。
由实验得出干燥的赤泥矿渣和浸出后赤泥矿渣颗粒的比表面积分别为0.234，0.461(m2/g)。
动力学方程研究表明酸浸反应模型复杂，属于液－固相非催化反应中固体颗粒收缩未反应芯模型；在较高温度反应时化学反应速率快于传质速率，符合滞留膜扩散控制模型，低温反应时化学反应速率成为控速步骤，符合化学反应控制模型，最终将酸浸液成功合成PAFC，通过实验得到的聚合氯化铝铁符合国家标准，并且通过初略预算，盈利额为1529元/吨。
通过微污染实验废水的处理实验，得到絮凝剂对废水的最佳处理条件为：PAFC投加量为80mg/L，调节pH为6.0，水温为50℃，以70r/min速度絮凝15min后，沉淀时间为30min。
化学工艺流程题类型及其解题策略
化学工艺流程题类型及其解题策略考情剖析化学工艺流程题实际上是考查考生运用化学反应原理及相关实验等知识来解决工业生产中实际问题的能力，在近年来的高考题中所占的比重一直较大。
主要以两类题型呈现，第一种题型：以制备某一物质为目的的工艺流程题，如2016全国卷Ⅰ第28题(制备NaClO2)，2016全国卷Ⅲ第26题(碳酸钙的制备和过氧化钙的制备)，2015年全国卷Ⅰ第27题(以铁硼矿为原料制备硼酸)，2014年新课标全国卷Ⅰ36题(以磷灰石制备单质磷)等。
第二种题型：以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题，如2016年全国卷Ⅲ第28题(从废钒催化剂中回收V2O5)，2013年新课标全国卷Ⅰ第27题(回收某些金属材料)、2013年新课标全国卷Ⅱ第27题(提纯ZnO)等。
题型分类突破题型一以制备某一物质为目的的工艺流程题【解题策略】制备类工艺流程题在流程上一般分为3个过程：原料处理―→分离提纯―→获得产品1．原料处理阶段的常见考点(1)将原料粉碎的目的：增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高原料利用率。
(2)增大反应速率的措施：将原料粉碎；加入催化剂；适当增大反应物浓度；升温。
溶解：通常用酸溶。
如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。
水浸：与水接触反应或溶解。
浸出：固体加水(酸)溶解得到离子。
浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化)。
酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。
(3)灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。
2．分离提纯阶段的常见考点(1)调pH除杂①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。
如若要除去Al3＋、Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，先用氧化剂（H2O2）把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH。
②调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。
例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH，原理是Fe3＋的水解程度较大，加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3可使Fe3＋的水解平衡正向移动，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去。
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聚合氯化铝的合成方法
聚合氯化铝(PAC)是近年来在水处理领域研究和使用较多的无机高分子絮
凝剂。PAC在去除浊度和天然有机物时具有碱度消耗小、处理成本低廉、受温
度影响小和污泥产量较少的优点而被广泛地使用于生活饮用水、工业给水处理、
工业废水和生活污水的净化处理。另外在铸造、医药、制革、造纸等方面也得
到广泛地使用。目前生产聚合氯化铝的方法较多，现介绍几种较流行的合成方
法。
1 聚合氯化铝的合成原料
聚合氯化铝的合成原料很多，根据原料的来源，可大致分为3类：1)
含铝矿石包括铝土矿、高岭土、黏土、煤矸石、焦宝石、明矾石等；2)工业废
物包括铝屑、铝灰、铝渣、废铝箔、三氯化铝废水等；3)化工产品及中间体包
括结晶氢氧化铝、三氯化铝、铝酸钠等。
2 聚合氯化铝的合成方法
PAC的合成方法按照原料的不同，可分为金属铝法、活性氢氧化铝法、
三氧化二铝法、氯化铝法等。也可按照生产工艺的不同分为酸法、碱法、中和
法、热解法、加压反应法、混凝胶法、电渗析法、电解法等。本文主要介绍聚
合氯化铝的各种生产方法及主要工艺。
2.1 金属铝法
采用金属铝法合成PAC的原料主要为铝加工的下脚料，如铝屑、铝灰
和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。由于碱法生产工艺难度
较高，设备投资较大且用碱量大，还要大量盐酸中和至pH：4-5，成本较高，
现阶段其使用受到一定限制，所以不作过多地介绍。
2.1.1 酸法
酸法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便等优点，但
溶液中的杂质含量偏高，尤其是重金属元素含量通常容易超标，产品质量不稳
定，设备腐蚀较严重。
以铝灰为例简要介绍其生产工艺。铝灰主要成分为铝，其生产工艺流
程，见图1。 此法工业生产多利用铝厂下脚料、机械加工废铝屑等。生产时
经净化处理，控制投料比例、投料速度及酸浓度，可以进行自发热反应得到适
宜的产品。
2.1.2 中和法
中和法的特点是综合了酸法和碱法两者的优点。中和法的关键在于合
成PAC时，铝酸钠和三氯化铝溶液之间的配比必须严格控制，使盐基度达到标
准要求。生产工艺流程见图2。
2.2氢氧化铝法
氢氧化铝纯度高，合成的PAC重金属含量较低，但是由于氢氧化铝的
酸溶性较差，一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺相对比较简单，但
生产的聚合氯化铝的盐基度较低，因此一般采用氢氧化铝加温加压酸溶和铝酸
钙矿粉中和聚合等两道工序。工艺流程见图3。
2.3 三氧化二铝法
含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。
该生产工艺可分为两步：第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中
和法得到PAC。工艺流程见图4。
2.4 氯化铝法
以三氯化铝为原料合成PAC一般有3种方法：中和法、电化学法和热
分解法。
2.4.1 中和法
在A1Cl3溶液中加入烧碱、石灰石、碳酸钠等碱.性物质提高OH-浓度，以
促进A1Cl3不断水解。不同加碱量可得到不同盐基度的PAC溶液。此法生产的
PAC适于在对水中Cl-含量及硬度要求不高的企业使用。
2.4.2 电化学法
科学家研究表明，Al13或Alb(化学式为Al13O4(OH)247+形态是PAC中最
有效的形态，采用有效的方法获得高含量的Alb。形态聚合物已成为PAC研究
和制备的主要目标。而电化学法是一种有效的方法。以氯化铝为原料利用电化
学合成PAC可采用2种方法：一种是采用可溶解性铝阳极电解法；另一种是采
用惰性电极的电渗析法。
1)电解法
Paul M Bertsc研究表明，Al(OH)4-是生成Alb形态的前驱物，而电解
法能克服化学法制备过程中产生Al(OH)4-相斥不易聚合成A1b。形态的缺点。
采用电解法可以制备出高碱化度、高A1b含量、性能稳定的聚合氯化铝产品。
在特定的电解槽中，以氯化铝溶液作电解液，金属铝作阳极，通直流电解。
控制一定条件使阳极铝逐渐溶解，而不析出氧气或氯气，阴极氢不断析出，而
不沉淀出铝，从而创造出有利于如下反应进行的条件：
Al＋H2O＋AlC13 →Alm(OH)nC13m-n＋H2 ↑
Alm(OH)nC13m-n继续水解为Al(OH)3。因此，通过控制适当的电极条件和
溶液化学条件，即可控制铝溶出和OH-生成的速度，进而控制如下铝离子的水
解-聚合-沉淀过程：
Al3+ →Ala →Alb →Alc→Al(OH)3↓
为生成所需要的含最佳絮凝形态的聚合铝，应使其最大限度地停留在
A1b(Al13)阶段。
2)电渗析法
路光杰等利用两张阴离子交换(异相)膜将电解槽分隔成3个室，分别
是阳极室、反应室和阴极室。根据预制的产品铝含量和碱化度，将一定浓度的
三氯化铝溶液加入到电解槽的反应室内。阳极室内为三氯化铝溶液或硫酸钠溶
液，阴极室内为氢氧化钠溶液。石墨板(或钛钉网)等惰性电极为阳极，多孔铁
板(或铂板)等为阴极。电渗析法合成聚合氯化铝原理见图5。
电化学反应的原理：
阳极室反应：
C1-－e→1/2C12↑
阴极室反应：
H2O＋e-----OH-+1/2H2↑
反应室内的化学反应：
nOH＋mAlCl3 Alm(OH)nC13m-n ＋nCl
-
反应发生时，在直流电场的作用下，阴极室内的阴离子(OH-)透过阴离
子交换膜向阳极方向作迁移进入反应室和A13+溶液发生中和反应，从而生成
PAC的水溶液，和此同时，反应室内的部分Cl-在正电场的作用下向阳极室迁移。
在上述电迁移过程中，由于电解槽采用两张阴离子交换膜，这种膜的特点是只
允许阴离子选择性透过，而不允许阳离子透过，所以阳极室和反应室内阳离子
(如Na+或Al3+)都不会透过阴离子交换膜而进入相邻的反应室或阴极室内。在整
个反应系统中，形成了一条只有阴离子迁移的通路。
2.4.3 热分解法
加热条件下，A1C13，分解进行到底可生成Al2O3和HCl。如控制热分
解进程，可得到介于A1C13和A12O3之间的一系列中间产物，即不同盐基度的
PAC。其热分解可看作是在加热条件下配位水发生的水解反应，反应式如下：
[A1(H2O)6]Cl13→A1(H2O)5(OH)Cl2＋HCl
A1(H2O)5(OH)Cl2→[A1(H2O)4(OH)2]Cl＋HCl
[A1(H2O)4(OH)2]Cl→[A1(H2O)3(OH)3]＋HCl
2[A1(H2O)3(OH)3]→Al2O3+9H2O
此法又可分为湿式和干式。湿式受分解温度限制，成品的盐基度一般
较低，效率也低。干式用结晶A1C13热分解，可得任意盐基度的产品，克服了
湿式法的不足，但产品溶解性差。
3 PAC的发展趋势
PAC以其优良的性能、宽适用范围、低成本而得到广泛地使用。在使用
中，单一药剂的使用往往受到一些制约，不同的药剂具有各异的优良性能。为
了取长补短，人们对PAC作了许多改进研究。第一，在PAC生产中引入一种
或更多的阳离子及阴离子，在一定程度上改变其形态结构分布。第二，根据协
同增效原理，将PAC和一种或更多的其他化合物复合，制得一类新型高效混凝
剂。第三，聚合铝盐——有机高分子复配体系用于水处理，大有方兴未艾之势，
共聚生成的新型高聚物兼具无机、有机高分子絮凝剂的特点，既具有中和电荷
作用，又具有长链大分子强烈的拖拉、网捕作用，从而成为新生代的高效混凝
剂。这是PAC领域内的重要课题之一。
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工品为主，集研发，生产和出口贸易为一体的合资企业。具有先进的生产工艺和完善
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