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2.5正交实验
为进一步优化制备工艺条件,根据单因素实验结果选取3个水平,采用L9(34)进行正交实验。正交实验因素水平设计如表1所示,正交实验结果直观分析见表2。根据极差分析,各因素对铝渣中Al2O3溶出率影响大小依次是A>B>C>D,即反应温度影响最大,其次是反应时间、盐酸浓度、液料比,其中反应温度对Al2O3溶出率起决定性作用。从表2可以看出,最优工艺组合为A3B2C2D3,即反应温度为90℃、反应时间为30min、盐酸浓度为8mol/L、液料比为1.5mL/g。在最优的条件下,Al2O3的溶出率为13.01%。
2.6产品性能
将铝渣的盐酸溶解液加入一定量的铝酸钙,在80~90℃下反应2h后冷却至室温,所得液体即为聚合氯化铝产品。对产品性能指标进行测试,测定结果为:黄褐色液体,w(Al2O3)为10.50%,盐基度为85%,pH为3.64,密度为1.25g/mL。从测定的性能指标看,用铝渣制备的聚合氯化铝各项性能均达到工业用水处理药剂聚合氯化铝国家标准。
2.7产品应用
用在正交实验优化的最佳条件下制备的聚合氯化铝作为水处理药剂进行水样处理,水样为某纸厂中段废水,原水水质指标:pH=6.28,COD为1095mg/L。取1L水样加入到混凝试验搅拌机烧杯中,加入800mg/L自制聚合氯化铝,300r/min搅拌1min,150r/min搅拌3min,60r/min搅拌7min,静置,取上清液分析COD,测得处理后水样COD为778mg/L,COD去除率为28.9%。
3结论
以铝渣为原料,通过单因素和正交实验,确定聚合氯化铝最佳制备工艺条件为:反应温度为90℃、反应时间为30min、盐酸浓度为8mol/L、液料比为1.5mL/g。在最优的工艺条件下,Al2O3的溶出率为13.01%。将自制的聚合氯化铝作为水处理药剂用于处理造纸中段废水,COD去除率为28.9%,结果令人满意,开辟了铝渣综合利用的新途径,达到以废治废的目的。
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