碱式(BAC)亦称羟基或聚合(PAC),是一种新型无机高分子絮凝剂。其分子通式为:Al2(OH)nCl6-n(1≤n≤5)。其羟基的摩尔数与分子中含铝摩尔值之比的百分数,称为该产品的碱化度。碱式化合物非单一分子组成,是具有不同n值的分子混合物。随着n值的增加,其化合物碱化度增加,分子间借助于羟基的架桥作用,形成聚合物的倾向增强。此时,以碱式分子形成的聚合物分子链越大,净水效果增强。聚合分子通常表示为:[Al2(OH)nCl6-n]m(1≤n≤5;1≤m≤10)可见碱式实质是聚合度m=1时的较端状况。因此,碱式与聚只是存在状态上的差异。事实上,作为商品既不存在没有聚合物的碱式,也不存在只有聚合物的聚合,两种名称实质上指的是同一种东西。 碱式进入工业生产领域,并用作净水处理药剂,只不过30年的时间,而作为一种化学物质进行研究,已有近**的历史。早在本世纪初,苏、美、德、日等国的科学家就对其进行了研究。1920年,ailey等就介绍了利用金属铝和制造碱式铝的方法,并用作药物作制酸剂、吸附剂和收剑剂使用。由于当时铝材昂贵,无法实现工业化生产。30年代以后,为降低产品成本、探索新的原料和工业生产流程,许多学者作了大量的实验研究工作。经过20年停顿之后,50年代后期日本学者对碱式的理化特性及净水应用性能等作了大量工作。在与、酸铝等无机净水剂的净水效果进行了比较实验,认定其效果要高出3-5倍,同时进行了净水工业中间实验,收到了预想效果。60年代中期,日本各公司的工艺**纷纷出现。到60年代末期。日本已制造出lv化铝工业产品,在市场上得到广泛应用。许多学者认为,70年代是净水工业将进入碱式的时代。70年代初,我国继日本之后,开展了碱式研制工作。开展这项工作较早的是哈尔滨建工学院、西南给排水设计院、抚顺煤炭研究所及**卫生系统。我国碱式生产的发展高潮,是在铝灰酸溶一步法在全国推广之后。抚顺煤炭研究所与南票矿务局综合化工厂联合研制成功利用煤矸石生产碱式的工艺,山东淄博制酸厂等单位解决了铝土矿生料热压浸出工艺,大大推动了碱式生产的发展。此后,四川、河南等地利用铝土矿、粘土、高岭土等为原料生产碱式也取得进展。80年代部分单位,如武汉化工研究所开展了工业氧化铝热压浸出工艺的研究。1988年后,笔者与西安地质矿产研究所净水剂组其他同志一道为咸阳净水剂厂建厂,该工艺即是利用工业氧化铝热压浸出一步法。所产净水剂其净水指标、卫生指标、控制指标均接近或等同于标准。并于1990年7月通过投产技术鉴定。该工艺流程几经改进,具有流程短、投资省、无三废、产品物化性能优良和成本较低等特点。可在不改动设备的情况下,适用于焙烧铝土矿、粘土、高**熟料及工业酸铝等原料。 碱式实际上是介于结晶和氧化铝之间的中间产物。即当结晶的氯离子被羟基取代(发生热分解)得到不同碱化度的碱式产物。反之,由氧化铝分子中的羟基被氯离子取代(酸浸)时亦是。不过前者是在碱性介质中进行,后者是在酸性介质中发生。了解这一点,对掌握该项生产技术是至关重要的。 碱式产品的性状因工艺、原料、干燥方法有所不同。一般固体产品为淡黄色、灰褐色、黑褐色等,以色泽较浅者为优。形态可以是胶粒状、鳞片状或粉末状,与干燥工艺有关。当碱化度大于33%以上,碱式产品净水效果才显示出来;达到75%时,随碱化度增加而增强,但吸水性均较强,稳定性较差。当碱化度大于75%,达到85%时,净水效果反而下降,吸潮性减弱,稳定性增强。液体产品碱化度到65%时,随碱化度增加净水效果增强、稳定性增加。当碱化度大于65%时,产品易析出氧化铝沉淀,稳定性和净水效果降低。在生产中,可根据实际需用,或**稳定性、增加碱化度,或**净水效果,适当控制产品碱化度。在各产品标准中,液体产品碱化度均控制在65%以内,主要是考虑稳定性。