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① 跪求聚丙烯醯胺的生產工藝

聚丙烯醯胺生產工藝有三種：水溶液聚合法、反相乳液聚合法和輻射引發法。

最推薦的一種：水溶液聚合法

是生產聚丙烯醯胺的傳統方法。採用該法可以生產聚丙烯醯胺膠體和粉狀產品。一般聚丙烯醯胺膠體是採用8%-10%丙烯醯胺水溶液在引發劑作用下直接聚合而得；聚丙烯醯胺乾粉則多用25%-30%丙烯醯胺溶液進行聚合，聚合後得到的聚丙烯醯胺膠體經造粒、捏合、乾燥、粉碎後製得產品。其中的聚合反應是關鍵工序。該法具有生產安全、工藝設備簡單以及生產成本較低等特點，是目前國內外生產聚丙烯醯胺普遍採用的方法。中國採用該法生產聚丙烯醯胺最早採用手工作坊式的盤式聚合，後來採用捏合機。20世界80年代後期開發了錐形釜聚合工藝，由核工業部五部所在江都化工廠試車成功。20世紀90年代從國外引進的聚合技術，類似於國內的技術，只是反應釜可以旋轉，聚合釜的容積也較大。

推薦理由：

1. 是生產聚丙烯醯胺的傳統方法。

2. 採用該法可以生產聚丙烯醯胺膠體和粉狀產品。

   

② 聚合氯化鋁的工藝

潘碌亭，束玉保，王鍵，吳蕾
(同濟大學污染控制與資源化國家重點實驗室，上海200092)
在水處理領域中，絮凝法凈化水是最古老的固
液分離方法之一，由於其適用性廣、工藝簡單、處
理成本低等特點，絮凝法目前仍廣泛應用於飲用
水、生活污水和工業廢水處理中。
聚合氯化鋁(PAC)是一種優良的無機高分子絮
凝劑．它首先在日本研製成功並與20世紀60年代
投入工業化生產，是目前技術最為成熟，市場銷量
最大的絮凝劑。PAC使用時具有絮體形成快、沉
淀性能好，水中鹼度消耗少，特別是對水溫、pH
值、濁度和有機物含量變化適應性強等優點。我國
從上世紀70年代開始，已對聚合氯化鋁進行了研
發，近年來隨著實驗室研究的深入，工業生產得到
了快速的發展。本文從PAC生產的不同原料的角
度．對目前我國聚合氯化鋁的生產技術進行了論述
和探討
1 聚合氯化鋁的制備技術
1．1 以鋁屑、鋁灰及鋁渣為原料
1．1．1 酸溶一步法
將鹽酸、水按一定比例投加於一定量鋁灰中，
在一定溫度下充分反應，並經過若干小時熟化後．
放出上層液體即得聚合氯化鋁液體產品。鋁反應為
放熱反應，如果控制好反應條件如鹽酸濃度和量，
水量及投加速度和順序，就可以充分利用鋁反應放
出的熱量，使反應降低對外加熱量的依賴度，甚至
不需外加熱源而通過自熱進行反應，控制其鹽基度
至合格。該法具有反應速度快，投資設備少，工藝
簡單，操作方便等特點，產品鹽基度和氧化鋁含量
較高，因而該法在國內被普遍採用。但此工藝對設
備腐蝕較嚴重，生產出的產品雜質較多，特別是重
金屬含量容易超標，產品質量不穩定。阮復昌等⋯
利用電解鋁粉、分析純鹽酸為原料，在實驗室制備
出了超純的聚合氯化鋁，據稱可用於實驗室制備聚
合氯化鋁標准溶液。
1．1．2 鹼溶法
先將鋁灰與氫氧化鈉反應得到鋁酸鈉溶液，再
用鹽酸調pH值，製得聚合氯化鋁溶液。這種方法
的製得的產品外觀較好，水不溶物較少，但氯化鈉
含量高，原材料消耗高，溶液氧化鋁含量低，工業
化生產成本較大
1．1．3 中和法
該法是先用鹽酸和氫氧化鈉與鋁灰反應．分別
製得氯化鋁和鋁酸鈉，再把兩種溶液混合中和．即
製得聚合氯化鋁液體。用此方法生產出的產品不溶
物雜質較少，但成本較高。劉春濤等l2 先用鹽酸與
鋁箔反應，再把得到的氯化鋁分為兩部分，一部分
用氨水調節pH值至6～6．5．得到氫氧化鋁後．再
把另一部分氯化鋁加入到氫氧化鋁中使其反應．得
到聚合氯化鋁液體產品，乾燥後得到固體產品，據
稱產品的鋁含量和鹽基度等指標都很高。
1．1．4 原電池法
該工藝是鋁灰酸溶一步法的改進工藝，根據電
化學原理．金屬鋁與鹽酸反應可組成原電池，在圓
桶形反應室的底部置人用銅或不銹鋼等製成的金屬
篩網作為陰極，倒人的鋁屑作為陽極，加入鹽酸進
行反應，最終製得PAC。該工藝可利用反應中產
生的氣泡上浮作用使溶液定向運動，取代機械攪
拌，大大節約能耗 ]。
1．2 以氫氧化鋁為原料
將氫氧化鋁與鹽酸和水按一定比例，在合適的
溫度和壓強下反應，熟化後製得聚合氯化鋁產品。
該法生產工藝簡單，在上世紀80年代是國內外普
遍採用的一種工藝。由於氫氧化鋁酸溶性較差，故
酸溶過程需加溫加壓。但此法生產出的產品鹽基度
不高，通常在30％ ～50％ 范圍內，國內已有很多
提高鹽基度的研究， 如投加鋁屑、鋁酸鈉、碳酸
鈣、氫氧化鋁凝膠和石灰等．此法生產出的產品雜
質較少．但以氫氧化鋁為原料生產成本較高，制
得的產品多用於飲用水。晏永祥等 採用氫氧化鋁
酸溶法．以純鋁板為除鐵劑．制備出了高純聚合氯
化鋁。
1．3 以氯化鋁為原料
1．3．1 沸騰熱解法
用結晶氯化鋁在一定溫度下熱解，使其分解出
氯化氫和水，再聚合變成粉狀熟料，後加一定量水
攪拌，短時間可固化成樹脂性產品，經乾燥後得聚
合氯化鋁固體產品。
1．3．2 加鹼法
先配置一定濃度的氯化鋁溶液，在一定溫度下
強烈攪拌 同時緩慢滴加一定量的氫氧化鋁溶液，
反應至溶液變澄清，上清液即為聚合氯化鋁液體產
品。通常認為微量加鹼法(極慢的加鹼速度)所得產
品的Al 的質量分數可達80％ 以上，趙華章等
通過提高溫度等手段製得了總鋁濃度為0．59 mol／
L，Al 的質量分數達80．7％ 的產品。但國外有報
道指出在鋁濃度很低的情況下，緩慢加鹼得不到
Al 反而在90 c【=下通過快速加鹼可得到Al 的質
量分數為100％ 的PAC溶液 ，於月華等 用逐
滴加鹼法製得聚合氯化鋁，製得的產品據稱Al 含『
量也不高。
1．3．3 電解法
該法中科院研究較多，通常以鋁板為陽極，以
不銹鋼為陰極，氯化鋁為電解液，通以直流電，在
低壓、高電流的條件下，製得聚合氯化鋁。曲久輝
等 10]利用此法製得了鹼化度高、Al 含量高的聚合
氯化鋁產品。也有學者對此裝置進行了改進，如何
錫輝等⋯ 用對氫過電位更低的金屬銅作陰極．且
可提高耐腐蝕性和導電性。羅亞田等_l2 用特製的
倒極電源裝置合成聚合氯化鋁，據稱可以減少電解
過程中的極化現象。
1．3．4 電滲析法
路光傑等l13 對此作了研究，以氯化鋁為電解
液，以石墨(或鈦釕網)等惰性電極為陽極，多孑L鐵
板(或鉑片)為陰極，以兩張陰離子交換膜構成反應
室，通以直流電，反應後得到聚合氯化鋁產品。
1．3．5 膜法
該法把鹼液放在膜的一側，膜的另一側放置氯
化鋁溶液，利用膜表面的微孔作為分布器，使鹼液
通過微孑L微量地加入到氯化鋁溶液中去．從而製得
Al 含量高的聚合氯化鋁。彭躍蓮等ll4』利用超濾膜
製得的聚合氯化鋁產品Al 的質量分數可達79．6％
以上．張健等_l5]利用中空纖維膜製得的聚合氯化
鋁產品中的Al 的質量分數據稱可達90．18％。
1．4 以含鋁礦物為原料
1．4．1 鋁土礦、高嶺土、明礬石、霞石等礦物
鋁土礦是一種含鋁水合物的土狀礦物，其中主
要礦物有三水鋁石、～ 水軟鋁石、一水硬鋁石或這
幾種礦物的混合物，鋁土礦中AI O 的質量分數一
般在40％ ～80％ 之間，主要雜質有硅、鐵、鈦等
的氧化物。高嶺土鋁的質量分數在40％ 左右，其
分布較廣，蘊藏豐富，主要成分是三氧化二鋁和二
氧化硅。明礬石是硫酸復鹽礦物，在我國資源較為
豐富，明礬石在提取氯化物、硫酸、鉀鹽的同時，
可製得聚合氯化鋁，是一種利用價值較高的礦物。
霞石鋁的質量分數在30％ 左右，若用燒結法制聚
合氯化鋁，同時可得副產品純鹼或鉀鹽。這些礦物
一般採用酸溶法和鹼溶法來制備聚合氯化鋁_I6]。
酸溶法適用於除一水硬鋁礦外的大多數礦物。
生產工藝是：① 礦物破碎。為使液固相反應有較
大的接觸面，使氧化鋁盡量溶出，同時又考慮到殘
渣分離難度問題．通常將礦石加工到40～60目的
粉末。② 礦粉焙燒。為提高氧化鋁的溶出率，需
對礦粉進行焙燒．最佳焙燒時間和焙燒溫度與礦石
種類和性質有關，通常在600～800 cC之間。③ 酸
溶。通常加入的鹽酸濃度越高，氧化鋁溶出率越
高，但考慮到鹽酸揮發問題，通常選用質量分數為
20％ 左右的鹽酸。調整鹽基度熟化後即得到聚合
氯化鋁產品。胡俊虎等[171以煤系高嶺土為原料，
氧化鈣為助溶劑，酸浸一步合成製得聚合氯化鋁
鐵．乾燥後固體產品測得氧化鋁的質量分數大於
30％ 。
一水硬鋁石或其它難溶於酸的礦石，可用鹼法
制備聚合氯化鋁。生產工藝前兩步與酸法一樣，都
需破碎和焙燒，後用鹼溶，用碳酸鈉或氫氧化鈉或
其它鹼與礦粉液反應，製得鋁酸鈉，再用碳酸氫鈉
和鹽酸調節，製得聚合氯化鋁。鹼法投資大，設備
復雜，成本高，一般使用較少。
1．4．2 煤矸石
煤矸石是洗煤和選煤過程中排出的固體廢棄
物．隨著煤炭工業的發展．煤矸石的產量日益劇
增，而廢棄煤矸石容易污染環境。以煤矸石為原
料生產聚合氯化鋁，不僅解決了其污染問題，而
且還使其有了使用價值。煤矸石一般含有質量分
數為l6％ ～36％ 的AI2O 2．5％ ～15％ 的Fe2O 和
5l％ ～65％ 的SiO ，利用煤矸石為原料可製得聚合
氯化鋁或聚合氯化鋁鐵， 自上世紀60年代以來，
已經投入工業化生產。常用的生產工藝是：煤矸石
經破碎和焙燒。在一定溫度下加入鹽酸反應若干小
時後．可加入聚丙烯醯胺進行渣液分離，渣經適當
處理後可作為制水泥原料，母液經濃縮結晶可製得
結晶三氯化鋁。這時可用沸騰熱分解製得聚合氯化
鋁，也可採用直接加入一定濃度的氫氧化鈉調節鹽
基度製得聚合氯化鋁。馬艷然等『l。 利用煤矸石為
原料制備出了符合國家標準的聚合氯化鋁產品。
1．4．3 鋁酸鈣礦粉
鋁酸鈣粉由鋁土礦、碳酸鈣和其它配料經高溫
煅燒，冷卻後磨粉而得。按製作聚合氯化鋁方法的
不同，分為鹼溶法、酸溶法和兩步法。
(1)鹼溶法
用鋁酸鈣礦粉與純鹼溶液反應得到偏鋁酸鈉溶
液，反應溫度為100～ll0 cC，反應4 h左右。後
在偏鋁酸鈉溶液中通人二氧化碳氣體，當溶液pH
值為6～8時。形成大量氫氧化鋁凝膠，這時停止
反應．這一過程反應溫度不要超過40 cC，否則會
形成老化的難溶膠體。最後在所生成的氫氧化鋁中
加入適量的鹽酸加熱溶解，得到無色、透明、黏稠
狀的液體聚合氯化鋁，乾燥後得到固體聚合氯化
鋁。此法生產出的產品重金屬含量低，純度高，但
生產成本較高[19]。
(2)酸溶法
把鋁酸鈣粉直接與鹽酸反應，調整完鹽基度並
熟化後即得到聚合氯化鋁液體產品。該法工藝簡
單，投資少，操作方便，生產成本低，但產品的不
溶物，重金屬含量較高，固體產品氧化鋁含量通常
不高．質量分數約為28％ 左右，產品外觀較差，
鐵離子含量高。鄭懷禮等 用酸溶法制備了聚合
氯化鋁鐵。
(3)兩步法
這種生產方法一般採用酸溶兩步法的生產工
藝，在常壓和一定溫度下，第一步加較高的鹽酸量
比到鋁土礦粉中，使氧化鋁盡可能溶出，第二步是
把第一步反應的上清液與新加入的鋁酸鈣粉反應。
這一步既有氧化鋁溶出，又可以調節鹽基度。通常
第一步的氧化鋁能溶出80％ 以上，第二步的氧化
鋁溶出率在50％ 以下，故第二段沉澱礦渣一般回
流到第一步反應中去。董申偉等 用鋁土礦和鋁
酸鈣粉為原料，採用酸溶兩步法工藝，製得了氧化
鋁的質量分數為10．11％．鹽基度為85％ 的液體聚
合氯化鋁產品。
1．5 以粉煤灰為原料
粉煤灰是火力發電廠水力除灰系統排放的固體
廢棄物。由於粉煤灰中約90％ 三氧化鋁呈玻璃態．
活性不高。酸溶很難直接把三氧化鋁溶解。以往通
常採用鹼石灰法。但設備投資大，對設備腐絀性
高，能耗大且需大量純鹼，實際生產意義不大。有
人用KF、NH4F等作為助溶劑打開硅鋁鍵，再用酸
溶，以提高氧化鋁溶出率．酸溶後得到氯化鋁，再
用熱解法或用氫氧化鈉調節鹽基度。陸勝等 用
粉煤灰為原料，NH F為助溶劑，製得了聚合氯化
鋁產品，據稱能耗低。
2 國內聚合氯化鋁製作過程中存在的難點問題及
解決建議
我國對聚合氯化鋁研究較晚，但發展迅速，隨
著聚合氯化鋁的廣泛應用，對其研究也需深化。國
內雖對聚合氯化鋁中鋁離子水解形態研究了多年，
但仍未取得一致共識，湯鴻霄等學者認為A1 為最
佳組分。其含量越高。絮凝效果越好。但也有學者
認為A1 並不是決定混凝效果的首要因素 引，這方
面是近幾年的研究熱點。也是難點， 需進一步研
究；由於聚合氯化鋁確切形態復雜，目前用鹽基度
反映其聚合程度和絮凝效果，而沒有考慮鈣、鐵、
硅等離子參與聚合對鹽基度計算的影響，而上述離
子一般對絮凝效果有著促進作用，這些難點都需深
入研究。國內PAC_T業在產品制備中，主要存在
以下難點問題
2．1 產品純度問題
氧化鋁含量是聚合氯化鋁產品的重要指標。通
常認為其含量越高、純度越高，說明品質愈好，我
國聚合氯化鋁行業中，除少數企業能生產部分系列
產品及專用產品外。大多數企業都是以鋁土礦、鋁
酸鈣和副產鹽酸生產單一的低品質聚合氯化鋁產
品，生產規模小．技術含量低，產品有效成分氧化
鋁含量低、雜質多，而高效、廉價的復合型聚合鋁
鹽和高純度聚合氯化鋁產品很少，滿足不了市場需
求，特別是滿足不了造紙工業對高純度聚合氯化鋁
產品的需要。這方面既是難點，也是研究熱點之
一
。因此，企業應該避免短期投資行為，應積極推
廣新工藝技術，提高生產技術水平，同時需加大新
產品開發力度。
2．2 不溶物的問題
國家標准對市售聚合氯化鋁的不溶物含量作了
明確規定。因國內企業一般選用礦物作為原料，而
礦物等原材料一般成分復雜，並需經過破碎等加
成粉末。且粉末越細，氧化鋁溶出率越高。但是相
應不溶物等雜質也就越難沉澱。因此如何有效降低
不溶物是聚合氯化鋁生產急需解決的難點問題。解
決方案除合理DI1．T．礦物和選擇丁藝外，固液分離效
果與不溶物含量有直接聯系，合理的分離方法選擇
也是重要的環節之一，常用固液分離方法有：①
自然沉澱法。但通常需要時間長，不適用佔地面積
小的廠家。② 板框壓濾機壓濾，但投資大，能耗
高。③ 投加聚丙烯醯胺等助凝劑，控制好投加量，
通常會取得較好的效果。
2．3 鹽基度問題
鹽基度越高通常產品的絮凝作用越好。一般可
在低鹽基度產品中投加鋁屑、鋁酸鈉、碳酸鈣、碳
酸鋁、氫氧化鈉凝膠、石灰等來提高鹽基度。若考
慮到不引入重金屬和其它雜質。一般採用加鋁屑和
鋁酸鈉的方法。但成本要高於鋁酸鈣和鋁灰， 目前
國內較多企業採用鋁酸鈣調整鹽基度。
2．4 重金屬等有害離子的去除問題
某些原料中重金屬等有害離子含量很高。可以
在酸溶過程中加入硫化鈉、硫化鈣等硫化物．使有
害離子生成硫化物沉澱而去除；也可以考慮用鋁屑
置換和活性炭吸附的方法去除重金屬等有害離子。
2．5 鹽酸投加量問題
制備聚合氯化鋁方法很多，但實現一定規模工
業化生產的是酸溶法和鹼溶法，其中由於生產成
本、氧化鋁溶出率等問題。酸溶法實際應用較鹼溶
法多，而酸溶涉及到鹽酸濃度、鹽酸投加量等問
題。鹽酸濃度越高，氧化鋁溶出率越大，但鹽酸揮
發也就越厲害，故要合理配置鹽酸濃度。質量分數
通常為20％ 左右；鹽酸投加量少，氧化鋁溶出率
低．而投加量大時．制備出的聚合氯化鋁鹽基度
低、腐蝕性強。運輸困難，故需合理投加鹽酸量。
3 結語與展望
聚合氯化鋁在國內外是發展較快的精細化工產
品．在水處理中是一種高效的絮凝劑，其研發對水
處理及精細化工具有重要意義。目前在產品開發上
有兩個方向．一是開發新材料制備聚合氯化鋁產
品，以鋁屑、鋁灰及鋁渣等原料制備聚合氯化鋁產
品，工藝較為簡單，早期發展較為迅速，但近年來
由於含鋁屑、鋁灰等含鋁材料的價格上漲，以及利
用其生產其它具有更高價值的含鋁產品的出現，用
此原料生產聚合氯化鋁已日益減少。以氫氧化鋁、
氯化鋁為原料生產成本太高，故目前國內一般採用
含鋁礦物為原料制備聚合氯化鋁。近年來利用工業
生產的廢棄物(粉煤灰、煤矸石)作為原材料的研究
應引起足夠重視．利用工業廢棄物作為原料來生產
聚合氯化鋁既節省材料費，又能使廢物循環利用，
是非常有市場應用前景的研究領域 另外一個方向
是聚合氯化鋁與無機或有機高分子絮凝劑復合或復
配應用的研究，復合或復配葯劑可以彌補單一絮凝
劑的不足，兼具了各自單一絮凝劑的優點，適應范
圍廣，還能提高有機物的去除率，降低殘留金屬離
子濃度，能明顯提高絮凝效果。此外， 目前國內
PAC的生產工藝多為間歇生產，污染嚴重，原料
利用率低，產品質量不穩定，開發高效連續化生產
工藝，必將成為今後工業生產研究的熱點
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作者簡介：潘碌亭(1964一)，男，安徽蚌埠人，副教授，工學博士， 主要從事水污染控制技術研究與絮凝劑研發。

③ 泥漿壓濾機廠家

江蘇興欣分離設備製造有限公司，專業壓濾機製造商，是隔膜壓濾機、框漏橡架壓濾機、箱式壓濾機、箱螞搜亂式壓濾機的專業製造商，從事化工機械的研究、設計、製造。擁有各種精密加工和冷加工設備，以及壓濾機固液分離設備。

鑫壓濾機是非金屬礦山、冶金、印染、陶瓷、電鍍、煤氣、造紙、焦化、制葯、食品、釀造、精細化工等行業原料生產、工業廢液和生活污水排放過程中進行固液分離的理想設備。其中，不銹鋼板式壓濾機無毒無味，對人體無毒副作用，特別適用於食品、醫葯等行業。已被國內20多個行業採用，覆蓋20多個省、市、自治區。多行業多層悶檔次使用30多家配套環境工程公司，為多家設計院配套設計出口日本、韓國、新加坡、哈薩克等國家。

④ 常用的污水處理設備有哪些

污水處理設備分類有：
1、離心機
離心機主要用於將懸浮液中的固體顆粒與液體分開；或將乳濁液中兩種密度不同，又互不相溶的液體分開（例如從牛奶中分離出奶油）；它也可用於排除濕固體中的液體，例如用洗衣機甩干濕衣服；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。

2、污泥脫水機
污泥脫水機特點是可自動控制運行，連續生產，無級調速，對多種污泥適用，適用於給水排水，造紙，鑄造，皮革，紡織，化工，食品等多種行業的污泥脫水。

3、曝氣機
曝氣機是通過散氣葉輪，將「微氣泡」直接注入未經處理的污水中，在混凝劑和絮凝劑的共同作用下，懸浮物發生物理絮凝和化學絮凝，從而形成大的懸浮物絮團，在氣泡群的浮升作用下「絮團」浮上液面形成浮渣，利用刮渣機從水中分離；不需要清理噴嘴，不會發生阻塞現象。本設備整體性好，安裝方便，節省運行費用與佔地面。

4、微濾機
微濾機是一種轉鼓式篩網過濾裝置。被處理的廢水沿軸向進入鼓內，以徑向輻射狀經篩網流出，水中雜質（細小的懸浮物、纖維、紙漿等）即被截留於鼓筒上濾網內面。當截留在濾網上的雜質被轉鼓帶到上部時，被壓力沖洗水反沖到排渣槽內流出。運行時，轉鼓2/5的直徑部分露出水面，轉數為1-4r/min，濾網過濾速度可採用30-120m/h，沖洗水壓力0.5-1.5kg/cm2，沖洗水量為生產水量的0.5-1.0%，用於水庫水處理時，除藻效率達40-70%，除浮游生物效率達97-100%。微濾機佔地面積小，生產能力大（250-36000m3/d），操作管理方便，已成功地應用於給水及廢水處理。

5、氣浮機
氣浮機是一種去除各種工業和市政污水中的懸浮物、油脂及各種膠狀物的設備。該設備廣泛應用於煉油、化工、釀造、屠宰、電鍍、印染等工業廢水和市政污水的處理。