山東鄒城聚合氯化鋁廠家直銷生產(chǎn)批發(fā)
發(fā)布者：hnqdhb 發(fā)布時(shí)間：2021-06-29 08:43:02
化鋁鐵在造紙上的應(yīng)用
長期以來，作為一種高效的絮凝劑，聚合氯化鋁鐵一直廣泛用于水處理過程中。近些年來，聚合氯化鋁鐵也越來越多地應(yīng)用于造紙工業(yè)。八十年代初，歐洲率先開發(fā)了分散松香膠(DRS)/聚合氯化鋁鐵(PAC)中性施膠系統(tǒng)，用聚合氯化鋁鐵代替硫酸鋁成功地實(shí)現(xiàn)了松香中性施膠。與此同時(shí)，聚合氯化鋁鐵在造紙濕部還能起到良好的助留、助濾作用。
聚合氯化鋁( 別稱 PAC、聚鋁、聚氯化鋁)鐵（PolyaluminiumChloride），簡稱PAC,通常也稱作堿式氯化鋁、聚羥基鋁等，它是介于氯化鋁和氫氧化鋁兩種物質(zhì)之間的一種水溶性無機(jī)高分子聚合物，通常以通式Aln(OH)mCl3n-m來表示，其中n代表聚合程度，這取決于制備過程中的多方面因素，m表示某種聚合氯化鋁鐵產(chǎn)品的中性化程度，即氫氧根離子取代氯離子的多少程度。聚合氯化鋁鐵聚合氯化鋁是一種無機(jī)高分子混凝劑，由于氫氧根離子的架橋作用和多價(jià)陰離子的聚合作用而生產(chǎn)的分子量較大、電荷較高的無機(jī)高分子水處理藥劑）的特點(diǎn)主要是由壓力式霧化器的工作原理所決定的。由此可見，聚合氯化鋁鐵所代表的并不是某一種特定的無機(jī)化合物，而是一系列無機(jī)聚合物的總稱。
聚合氯化鋁鐵是預(yù)制的水解產(chǎn)物，它是在一定控制的條件下鋁鹽的水解-聚合-沉淀過程的中間產(chǎn)物，無論作為一種高效的水處理劑還是作為造紙濕部松香中性施膠的沉淀劑，都有替代傳統(tǒng)的鋁鹽（如硫酸鋁）的趨勢。自六十年代以來，聚合氯化鋁鐵作為一種新型高效絮凝劑，在水處理方面正逐步發(fā)展成為混凝過程的主要藥劑，它是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)最成熟、效能、應(yīng)用最廣泛的品種。
目前，聚合氯化鋁鐵在中國、日本、前蘇聯(lián)以及東、西歐都有相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)規(guī)模和應(yīng)用，但總體來講，生產(chǎn)應(yīng)用研究多于基礎(chǔ)理論研究，而且基礎(chǔ)理論研究方面還停留在傳統(tǒng)鋁鹽作用的機(jī)理上，對于這種新型絮凝劑為何具有明顯的高效尚缺乏深入的科學(xué)驗(yàn)證和理論依據(jù)，在一定程度上影響了這一優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品性能的進(jìn)一步提高和應(yīng)用。聚合氯化鋁鐵聚合氯化鋁是一種無機(jī)高分子混凝劑，由于氫氧根離子的架橋作用和多價(jià)陰離子的聚合作用而生產(chǎn)的分子量較大、電荷較高的無機(jī)高分子水處理藥劑）的特點(diǎn)主要是由壓力式霧化器的工作原理所決定的。大量實(shí)踐表明，沒有深入的基礎(chǔ)研究，也很難制得高效能產(chǎn)品。
歐洲于八十年代初率先提出用聚合氯化鋁鐵作為松香施膠沉淀劑進(jìn)行中性施膠，并在生產(chǎn)中獲得成功，而到目前為止，有關(guān)其優(yōu)于傳統(tǒng)的酸性施膠沉淀劑（如硫酸鋁）的原因及作用機(jī)理尚不完全清楚，在公開發(fā)表的眾多文獻(xiàn)中，均未對這一新型施膠沉淀劑做系統(tǒng)研究（research)，甚至是系統(tǒng)的應(yīng)用研究。聚合氯化鋁固體聚合氯化鋁稀釋成液體時(shí)，首先要根據(jù)原水情況，使用前先做小試求得藥量。這必然會(huì)影響到聚合氯化鋁鐵的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，一些有關(guān)的理論研究也均停留在傳統(tǒng)的硫酸鋁等鋁鹽水解特性研究，這不利于限度地發(fā)揮聚合氯化鋁鐵的作用。
無論是作水處理的絮凝劑還是用于造紙濕部，聚合氯化鋁鐵作為一種新型、高效預(yù)制的無機(jī)高分子水解產(chǎn)物，其應(yīng)用范圍之廣、效能之顯著是傳統(tǒng)鋁鹽所無法比擬的。
聚合氯化鋁鐵在造紙工業(yè)中除部分用于污水和清水處理（造紙中）外，其主要用途是用于松香中性施膠沉淀劑和助留、助濾劑，此外，它還可用于控制樹脂障礙和作為陰離子雜質(zhì)的捕捉劑等等。
1）聚合氯化鋁鐵用于松香中性施膠沉淀劑
由于全球范圍內(nèi)的資源緊缺，造紙用原料變得越來越寶貴，用更廉價(jià)的CaCO3填料來盡可能多地替代纖維變得更為實(shí)際，因此歐洲于八十年代中期率先采用松香中性施膠技術(shù)生產(chǎn)中性紙張，該生產(chǎn)過程可用CaCO3作為填料，這項(xiàng)技術(shù)成功的關(guān)鍵之一是用聚合氯化鋁鐵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的明礬作為施膠沉淀劑。由于聚合氯化鋁鐵可在中性甚至堿性范圍內(nèi)仍能保持較高的正電性，而不像Al2(SO4)3那樣很快形成Al(OH)3沉淀，而且由于聚合氯化鋁鐵的預(yù)水解，它不像Al2(SO4)3那樣把系統(tǒng)的pH值降得很低，所以，聚合氯化鋁鐵是十分理想的進(jìn)行中性施膠的新型鋁源，其施膠pH值可達(dá)到7.5。繼歐洲之后，北美和其他許多地區(qū)的紙廠都相繼采用了這項(xiàng)技術(shù)變酸性(acidity)造紙為中性造紙。利用這種方法進(jìn)行中性施膠不僅大大降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)也克服了用合成（解釋:由幾個(gè)部分合并成一個(gè)整體)膠料（如AKD等）進(jìn)行中性施膠時(shí)存在的一些難以避免的缺點(diǎn)（如打滑、施膠度難以控制等）。即使如此，由于聚合氯化鋁鐵是一種處于亞穩(wěn)狀態(tài)下的、復(fù)雜的無機(jī)高分子聚合物，因此，在使用過程中還存在著能否合理選用及其產(chǎn)品本身的穩(wěn)定性等諸多問題，這還有待于在今后的研究和開發(fā)中進(jìn)一步得到解決。
2）聚合氯化鋁鐵用作助留、助濾劑
濕部化學(xué)是研究在脫水、成形過程中，紙料中的各種細(xì)小組分、添加劑以及纖維之間相互作用的表面及膠體化學(xué)的規(guī)律。在過去的十幾年當(dāng)中，濕部化學(xué)的主要發(fā)展趨勢是造紙過程由酸性(acidity)向中、堿性環(huán)境的過渡，而近些年來，另一種發(fā)展趨勢是在造紙濕部廣泛使用各種各樣的化學(xué)添加劑及添加系統(tǒng)。我國造紙工業(yè)以非木材纖維原料為主，其中又以禾本科植物纖維原料為主，由于草漿本身存在纖維短，雜細(xì)胞含量高，造成紙張強(qiáng)度差，抄紙過程中濾水困難，因而研究其在中、堿性條件下抄紙及利用各種助劑提高留著、濾水性能是適合我國國情的濕部化學(xué)的研究方向。
A、助留劑
目前，許多學(xué)說都認(rèn)為，細(xì)小纖維和填料等在紙頁中的留著主要通過兩種方式作用，即機(jī)械截留和膠體絮凝作用來實(shí)現(xiàn)的，而隨著對留著機(jī)理不斷深入的研究，認(rèn)為后一種作用更為重要。機(jī)械截留作用主要是顆粒機(jī)械地留著在逐漸形成的紙頁結(jié)構(gòu)中，這種機(jī)理類似于過濾作用，它僅僅適用于紙料中的較長纖維部分，無法說明細(xì)小組分留著率高的原因，也無法解釋助留劑的助留效果。
當(dāng)前，越來越多的研究集中于有關(guān)細(xì)小纖維及填料的留著機(jī)理，這些研究建立了許多不同的概念和模型，為解釋和發(fā)展留著機(jī)理、優(yōu)化工藝過程提供了理論基礎(chǔ)。聚合氯化鋁鐵聚合氯化鋁是一種無機(jī)高分子混凝劑，由于氫氧根離子的架橋作用和多價(jià)陰離子的聚合作用而生產(chǎn)的分子量較大、電荷較高的無機(jī)高分子水處理藥劑）的特點(diǎn)主要是由壓力式霧化器的工作原理所決定的。膠體絮聚作用包括凝聚作用（coagulation）和絮凝作用（flocculation）。凝聚作用（coagulation）指用無機(jī)鹽或分子量小、電荷密度較高的聚合物使膠體懸浮液失去穩(wěn)定性而發(fā)生絮聚的作用，所產(chǎn)生的絮聚物是細(xì)小而緊密聚集的沉淀物，它主要是通過(tōng guò)電荷中和、異相凝聚和補(bǔ)綴作用幾種形式來實(shí)現(xiàn)的。
絮凝作用（flocculation）指用一長鏈聚合物將膠體結(jié)合在一起，使膠體懸浮液失去穩(wěn)定性而發(fā)生絮聚的作用，所產(chǎn)生的絮凝物為粗大、疏松、多孔的團(tuán)塊。絮凝作用主要通過橋聯(lián)絮凝作用和網(wǎng)絡(luò)絮凝作用兩種形式來實(shí)現(xiàn)。
B、助濾劑
由于紙料的脫水過程會(huì)直接影響紙張的質(zhì)量和紙機(jī)的運(yùn)行性能，而且濾水性能的提高可以提高生產(chǎn)率(productivity)，改善紙頁成形，降低干燥部能耗等，所以提高紙料的濾水性能是濕部化學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。在通常情況下，幾乎所有的助留劑和電荷中和劑均兼有助濾功能，所以硫酸鋁、聚合氯化鋁鐵、陰離子淀粉、聚電解質(zhì)以及微粒助留系統(tǒng)都可以起到助濾作用。
3）聚合氯化鋁（Al)鐵的其它用途
隨著造紙過程逐漸由酸性(acidity)轉(zhuǎn)向中、堿性范圍，白水封閉程度不斷提高，高得率漿及涂布損紙數(shù)量的增加，紙漿中的陰離子雜質(zhì)問題就越來越突出，若得不到及時(shí)處理，它將會(huì)嚴(yán)重影響到紙機(jī)操作控制及成紙質(zhì)量。實(shí)踐證明，本身帶有較高陽電荷的聚合氯化鋁鐵是一種良好的雜質(zhì)捕捉劑，它能與這些陰離子雜質(zhì)結(jié)合并將其沉積到纖維上，從而不僅控制了陰離子雜質(zhì)在紙漿中的干擾作用，也改善了紙漿的濾水性能，因?yàn)榧词股倭康年庪x子纖維降解產(chǎn)物也會(huì)大大影響紙料的濾水作用。
與此同時(shí)，聚合氯化鋁鐵可以很容易地吸附到纖維表面，還可以吸附帶有負(fù)電荷的填料和細(xì)小纖維，使它們更多地留著在紙頁內(nèi)部；與其他有機(jī)聚合物的協(xié)同作用可以有效地提高細(xì)料的留著率，并改善漿料的濾水性能。
此外，聚合氯化鋁鐵還可以有效地控制樹脂障礙，其原理與消除陰離子雜質(zhì)相同。與Al2(SO4)3相比，聚合氯化鋁鐵可以更有效地將樹脂固著在纖維上，同時(shí)聚合氯化鋁鐵的使用可以大大減少BaSO4等不溶物的沉積。
聚合氯化鋁在使用前均需將固體配制成0.1--0.5%備用溶液，投加時(shí)可再行稀釋(dilute)或水力輸送，0.5%的備用溶液儲(chǔ)存期為七天，0.05%的投加溶液儲(chǔ)存期為三天。聚合氯化鋁固體聚合氯化鋁稀釋成液體時(shí)，首先要根據(jù)原水情況，使用前先做小試求得藥量。配制溶液時(shí)要注意(attention)如下事項(xiàng)：
（1）溶解溫度。聚合氯化鋁( 別稱 PAC、聚鋁、聚氯化鋁)的溶解需要有一定的溫度，以加快溶解速度。但溫度過高，又會(huì)使高聚物的分子鏈斷裂（fracture)，降低使用效果，較適宜的溶解溫度為50---60℃。
（2）攪拌條件。聚合氯化鋁固體聚合氯化鋁稀釋成液體時(shí)，首先要根據(jù)原水情況，使用前先做小試求得藥量。聚合氯化鋁鐵聚合氯化鋁的合成方法有很多種，按照原材料的不同，可分為金屬鋁法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁法、氯化鋁法、堿溶法等。聚合氯化鋁鐵聚合氯化鋁是一種無機(jī)高分子混凝劑，由于氫氧根離子的架橋作用和多價(jià)陰離子的聚合作用而生產(chǎn)的分子量較大、電荷較高的無機(jī)高分子水處理藥劑）的特點(diǎn)主要是由壓力式霧化器的工作原理所決定的。聚合氯化鋁的溶解應(yīng)避免過強(qiáng)的剪切力攪拌，過強(qiáng)的攪拌會(huì)使分子鏈斷裂，從而降低（reduce)使用效果。攪拌宜采用低速漿葉，如錨式、框式、多層漿式等。攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分左右。輸送時(shí)亦應(yīng)避免采用高速離心泵，較適宜采用活塞(piston)泵或隔膜泵。
（3）均勻分散投料。聚合氯化鋁溶合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是投料的均勻分散。一般先將水溶液加熱調(diào)節(jié)至50——60℃。開動(dòng)攪拌機(jī)后，zui好采用機(jī)械震動(dòng)篩網(wǎng)投料（篩網(wǎng)目數(shù)為10目），晝避免產(chǎn)生 ;大團(tuán)塊狀 ;、 ;魚眼狀 ;難溶顆粒，從而使聚丙酰胺得到充分溶解，發(fā)揮好使用效果。
（4）避免與鐵接解。在溶解攪拌及輸送投加系統(tǒng)中，采用塑料、搪瓷、鋁（Al)、不銹鋼等材質(zhì)。
聚合氯化鋁( 別稱 PAC、聚鋁、聚氯化鋁)作為凈水助凝劑，它的投入點(diǎn)是決定助凝沉淀（precipitation）效果好壞的關(guān)鍵。我們在凈水生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明：在絮凝反應(yīng)總時(shí)間的1/2至2/3之間加入聚合氯化鋁可獲得zui佳助凝沉淀效果。其zui佳投加量是0.03～0.4mg/L之間。在凈水生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中也證明了投加量少于0.03mg/L時(shí)它的助凝效果不顯著。超過0.4mg/L時(shí)它的助凝作用過快，形成的礬花粒特大，易造成大量的污泥沉積在反應(yīng)池的后部和沉淀池的前部，沉淀池的長度和面積不能充分利用和影響反應(yīng)沉淀效果。 如果和混凝劑同時(shí)投加則毫無助凝效果；如果在絮凝反應(yīng)總時(shí)間的前或后1/3的時(shí)間時(shí)里加入，其助凝效果都不顯著，過早加入，細(xì)小的礬花未形成，過遲加入其聚合網(wǎng)捕作用時(shí)間不充分。所以過早或過遲投加聚合氯化鋁它的助凝效果都無法發(fā)揮。
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