摘 要
研究了以高岭土为原料制备净水剂聚合氯化铝的新技术和新工艺，主要分析了高岭土的焙烧温度、盐酸总加入量、浸取时间、反应温度和盐酸浓度等因素对Al2O3浸出率的影响。结果表明：高岭土采用650℃焙烧3h，浸取过程中盐酸浓度及加酸总量（与高岭土中Al2O3的摩尔比）控制在15%和3.0：1，并且于85℃浸取5h，浸出率达到最高值32.8%。
另外，本文还联合使用中和沉淀、混凝沉淀和硫化沉淀法对印制电路板所产生的含铜废水处理进行试验研究。系统地探讨了p H、反应温度、反应时间、硫化钠投加量、PAC（自制）、聚丙烯酰胺（PAM）投加量等因素对含铜废水处理效果的影响。试验结果表明：在控制p H值4.5-6.5条件下，加入5%硫化钠溶液3.5-5.5mg/L，搅拌反应4 min后，调节p H值到8.5-9.5，加入5%PAC溶液50mg/L和0.1%PAM溶液5mg/L，处理后的废水中Cu2+的质量浓度小于0.5mg/L。工程试车结果表明，采用本工艺路线处理后的印制电路板废水出水Cu2+质量浓度达到或优于GB8978—1996一级排放标准。
关键词 ： 高岭土，印制电路板，含铜废水，物化处理。
Abstract
Studied by purifying PAC with kaolin as raw material to the new technology and newtechniques，and we studied the kaolin calcination temperature, hydrochloric acid, adding thetotal amount of leaching time, temperature and hydrochloric acid concentration on the impact oftechnology. In addition, the article also joint-use and precipitation, coagulation, sedimentationand sulfide precipitation in dealing with copper printed circuit board manufacturing plant and thewastewater were tested. System of a p H, reaction temperature, reaction time, sodium sulfidedosage, PAC (self), polyacrylamide (PAM) dosage and other factors on the effect of copperwastewater. The results showed: p H value of 4.5-6.5 in the control conditions, adding 5%sodium sulfide solution, 3.5-5.5mg / L, stirring after 4 min reaction, adjust p H value to 8.5-9.5,adding 5% PAC solution 50mg / L and 0.1% PAM solution of 5mg / L of treated wastewater inthe Cu2+concentration of less than 0.5mg / L. Engineering test results show that treatment of thisprocess route printed circuit board waste water Cu2+concentration reached or exceeded the levelof emission standards GB 8978-1996.
Key Words ： Kaolin; Printed circuit board; Popper water; Physico-chemical treatment。
1、前言
1.1、聚合氯化铝（PAC）的概述。
聚合氯化铝（简称：PAC），它的化学通式为[Al2（OH）nCl6-n.x H2O]m(m≤10,1<n<5).它是一种无机高分子絮凝剂，具有混凝能力强，用量少，净水效能高，适应力强的特点。它与传统药剂相比,有以下优点：a、净化后的水质优于硫酸铝混凝剂，净水成本与之相比低15－30％；b、絮凝体形成快、沉降速度快，比硫酸铝等传统产品处理能力大；c、消耗水中碱度低于各种无机混凝剂，因而可不投或少投碱剂；d、适应的源水p H 5.0-9.0范围均可凝聚；e、腐蚀性小，操作条件好；f、溶解性优于硫酸铝；g、处理水中盐分增加少，有利于离子交换处理和高纯制水；h、对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机混凝剂。
因此，聚合三氯化铝正逐步取代硫酸铝而成为应用最广泛的无机絮凝剂之一。多年来,我国也结合自己的条件,陆续开展了多种原料和工艺的制备方法和技术,建立了独具特色的工艺路线和生产体系,基本满足了全国用水和废水处理的发展需求，同时每年出口聚合氯化铝数万吨。但是，目前市场上聚合氯化铝的销售价格还不够低廉，使得水处理成本居高不下，很不利于污水废水的处理。
1.2、聚合氯化铝（PAC）的应用。
聚合氯化铝是一种高效无机高分子絮凝剂，经过氢氧基离子官能团和多价阴离子聚合官能团的作用，产生出拥有大分子量和高电荷的无机高分子。其混凝作用表现如下：a、水中胶体物质的强烈电中和作用；b、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用；c、对溶解性物质的选择性吸附作用。可适应的p H值范围为5.0-9.0，最佳p H范围为6.5-7.6。
（1）含油废水的处理。
含油废水主要是指油田开采原油所产生的大量采出水、炼油厂和石油化工厂排放的以及清洗油轮和车辆所产生的废水。含油废水的治理主要采用隔油沉降、气浮和生化的方法。
聚合氯化铝与改性阳离子聚丙烯酰胺配合使用，混凝沉淀过滤处理含油废水，具有非常好的处理效果。改性阳离子聚丙烯酰胺相对分子量不能太高，并且要与聚合氯化铝容易复合才能达到理想的效果。
（2）造纸废水的处理。
造纸工业废水排放量大，其中段水占很大比例，而且许多造纸企业黑液经过预处理(厌氧强酸处理、纤维素分离、中和等)后也混入中段水一起处理。采用聚合氯化铝混凝沉淀处理造纸中段水，随着盐基度的增加，COD和SS的去除率增加。但是盐基度>75%后，去除率转而下降。温度250℃，投加盐基度为75%的聚合氯化铝0.6g/L，能使出水达到国家排放标准。另外，聚合氯化铝在造纸废水处理中,由于价格低,并且沉渣可返回造纸工艺做原料,也不存在二次污染问题,并可产生一定的经济效益,因此具有实际意义。研究发现，聚合氯化铝在碱性(p H值7-9)条件下，当混凝剂投加量大于750mg/L时，悬浮物去除率可达到95%以上，并可除去20%-50%的CODCr。
（3）洗涤废水处理。
洗涤废水中含有大量表面活性剂。表面活性剂与油污、尘土颗粒等作用，形成带负电荷的胶体粒子，能比较稳定得地存在于水体中。在洗涤废水中投加聚合氯化铝，将产生大量带有正电荷的阳离子及起基桥联形成的多核高电荷配合离子，它们对悬浮胶粒表面的电荷有很强的吸附电中和能力和压缩双电层能力，致使胶体粒子脱稳，最后形成的高聚合氢氧化物把污染物吸附沉淀网捕分离出水体。
（4）印染废水处理。
印染废水具有较高的COD、色度和p H值，加药混凝是对其处理的一种常用方法。聚合氯化铝尽管混凝效果好、所需投药量低，但是聚合氯化铝对印染废水高碱度的中和能力差，应用受到一定限制。传统混凝剂硫酸铝的水解能中和印染废水中的碱，对碱度的中和能力强。研究证明，配合使用这两种混凝剂，利用两者优势互补以及同离子效应的协同效果，处理印染废水能降低处理费用，同时也能提高处理效果。
（5）机械加工废水处理。
机械加工过程中普遍使用乳化液作为冷却、润滑、清洗和防锈剂来提高产品的质量。
乳化液在使用过程中受到细菌、微生物、高温、金属磨屑的选择吸附等作用，逐渐由乳白色变成灰黑色，腐败变质发臭。采用静态混凝处理乳化废液，投加2g/L聚合氯化铝2m L/L PAM 8%，最佳p H值范围6.5-7.5，混凝时间6min，静态分离时间60min，出水清澈透明，油含量小于10mg/L。若再经煤渣灰吸附处理，出水油含量小于3mg/L，COD<300mg/L。
聚合氯化铝的应用相当广泛，常见应用于源水净化、城市污水、污泥处理、各种工业废水处理 、水泥速凝、铸造成型、化妆品原料、医药精制、造纸施胶等等。
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1.3 、聚合氯化铝(PAC)的研究进展
1.3.1、以金属铝为原料
1.3.2、以铝盐化合物为原料
1.3.3 、以氢氧化铝为原料
1.3.4、凝胶法.
1.3.5、 氢氧化铝酸溶二步法
1.3.6、电学法生产PAC技术
1.3.7 、以铝土矿、粘土矿为原料的制造方法
1.4 、制备聚合氯化铝(PAC) 遇到的问题
1.5 、以高岭土为原料制备聚合氯化铝的研究与分析方法
1.5.1、高岭土的焙烧温度的研究
1.5.2、盐酸总加入量的研究
1.5.3、以高岭土为原料制备聚合氯化铝的分析方法...
2. 实验部分
2.1、 实验原料
2.2、实验仪器.
2.3、实验原理
2.4、实验步骤
2.4.1 、聚合氯化铝(PAC)的制备
2.4.2、浸出率的计算
3. 结果与讨论
3.1、高岭土焙烧温度对Al2O3浸出率的影响
3.2、盐酸总加入量对Al2O3浸出率的影响
3.3、浸取时间和温度对Al2O3浸出率的影响
3.4、盐酸浓度对Al2O3浸出率的影响:
3.5、聚合过程pH值对碱化度的影响
4. 印制电路板生产厂含铜废水的处理
4.1、实验原料和试验废水
4.2、实验方法
4.3、废水处理工艺流程
4.4、结果与讨论
4.4.1、 pH值控制的确定
4.4.2、反应时间对Cu2+去除率的影响
4.4.3、反应温度对铜离子去除率的影响
4.4.4、PAM投加量对Cu2+去除率的影响
4.4.5、硫化钠投加量对Cu2+去除率的影响
4.5、含Cu2+废水的运行处理
4.5.1、pH (1)调节池
4.5.2、综合调节池.
4.5.3、反应池
4.5.4、pH (2)调节
4.5.5、 慢混槽
4.5.6、沉淀槽
4.5.7、沙滤槽
4.5.8、活性碳槽
4.6、废水处理效果
4.7、结果
5、结论
制取聚合氯化铝实验中，以高岭土中Al2O3的浸出率为优化目标，采用5水平5因素的正交实验方案考察了焙烧温度、盐酸浓度与用量、浸取时间与温度等因素对其的影响，并由此确定了工艺的最佳条件。结果表明：高岭土采用650℃焙烧 3h，浸取过程盐酸浓度及加酸总量（与高岭土中Al2O3的摩尔比）控制在15%和3.0：1，于85℃浸取 5h，浸出率达到最高为32.8%。各因素对浸出率指标影响程度的主次顺序为：焙烧温度>加酸总量>浸取时间>浸取温度>盐酸浓度。
将所制聚合氯化铝应用于印制电路板生产厂含铜废水处理的研究中，试验结果表明：在控制p H值4.5-6.5条件下，加入5%硫化钠溶液3.5-5.5mg/L，搅拌反应4 min后，调节p H值到8.5-9.5，加入5%PAC溶液50mg/L和0.1%PAM溶液5mg/L，处理后的废水中Cu2+的质量浓度小于0.5mg/L。工程试车结果表明，采用本工艺路线处理后的印制电路板废水出水Cu2+质量浓度达到或优于GB8978—1996一级排放标准。
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