聚氯化鋁鐵簡(jiǎn)稱PAFC,是近幾年發(fā)展起來的一一種新型鋁鐵復(fù)合的無機(jī)高分子絮凝劑。該絮凝劑既有優(yōu)良的混凝性能和強(qiáng)大的電荷中和作用，又有吸附性能強(qiáng)、沉淀速度快等特性而成為理想的水處理混凝劑。其原料來源便宜，有些甚至是廢棄的礦渣，生產(chǎn)成本較低，在工業(yè)水處理中具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值。
本研究通過利用高嶺土尾礦制備聚氯化鋁鐵，研究Zeta電位與CODcr去除率的關(guān)系，為進(jìn)一步研究其聚合及絮凝機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。
聚氯化鋁鐵制備
稱取高嶺土尾礦30 (200目)克，在馬弗爐中煅燒2 h,煅燒溫度為650 °C，將煅燒好的高嶺土尾礦放入帶有冷凝管的裝置中，按固液比為1:3加入15%的鹽酸，攪拌，逐步升溫到85 °C,保溫2 h,抽濾得到上層清液，加入氧化鈣調(diào)整鹽基度, .在溫度為55 °C的條件下，保溫10h后，得到聚氯化鋁鐵，進(jìn)一步精制得到高濃度的聚氯化鋁鐵。所制備的聚氯化鋁鐵指標(biāo)如下： 外觀黃色，氧化鋁含量為6.94， 鹽基度為54.2%， 密度為1.2g/cm3，無不溶物
聚氯化鋁鐵的電化學(xué)特性
將聚氯化鋁鐵稀釋，然后利用電泳儀進(jìn)行zeta電位的測(cè)定，結(jié)果如圖一所示。
從圖1可以看出，隨著pH的增加，Zeta電位在降低，在pH在10-11時(shí)， 突然變?yōu)樨?fù)值，證實(shí)了聚氯化鋁鐵在水中的水解產(chǎn)物與pH密切相關(guān)。當(dāng)pH=2-4, 聚氯化鋁鐵水解產(chǎn)物吸附較多H+，Zeta電 位較高，隨著pH的升高，-OH的濃度不斷增大，更多的氫氧根被聚氯化鋁鐵的水解產(chǎn)物所吸附，導(dǎo)致Zeta電位降低回。Zeta電位的高低決定了膠體顆粒之間的斥力大小和影響范圍。一般的天然水中膠體顆粒的Zeta電位都在-30mv以上，投加絮凝劑后，只要電位降到- 15mv左右即可得到較好的絮凝效果'”。因此聚氯化鋁鐵在處理污水時(shí)，污水的的pH一般維持 在3-10。
由圖2可知,造紙污水COD cr的去除率，隨著聚氯化鋁鐵Zeta電位的升高而升高，當(dāng)Zeta電位達(dá)到30mv 40mv時(shí)，造紙污水的COD cr的去除率達(dá)到90%以上。當(dāng)聚氯化鋁鐵投到污水中，立即發(fā)生水解，生成一種Al12AlO4(OH)24,的高聚體，與鐵離子復(fù)合在一起，進(jìn)一步形成帶有正電荷的絮凝聚集體，以二維或者三維的鏈狀分子存在，直接吸附顆粒物的表面，降低ζ電位，使膠粒間最大排斥勢(shì)能降低，使膠粒脫穩(wěn)，發(fā)生凝聚，從而完成整個(gè)混凝過程。
2.3聚氯化鋁鐵的傅里葉紅外光譜圖
由圖3可知，在623cm-1處是整體彎曲振動(dòng)的峰，1634cm-1處是聚氯化鋁鐵的特征吸收峰，在1385.7cm-1是H-OH配位 與Fe-OH形成的峰，在2066.6cm-1處是H-OH配位與Al OH形成的峰，在3499cm-1處是AI-OH、Fe-OH、H-OH三種羥基伸縮振動(dòng)疊加形成的峰。說明在聚氯化鋁鐵溶液中，不再是簡(jiǎn)單的鋁取代鐵或者是鐵取代鋁，而是通過鋁鐵羥基化何物的相互作用，形成含鋁水合鐵的羥合共聚物。
由高嶺土尾礦制備的聚氯化鋁鐵具有較廣的pH使用范圍和較高的電荷量，在污水凈化中適用條件范圍廣，處理效果好。