阅读说明：本技术 一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法 (Preparation method of high-stability polymeric aluminum chloride ) 是由 孙永军 李登 周晟葆 孙文全 周俊 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法,该方法将聚合氯化铝的凝胶制备过程与有机单体的聚合反应结合起来,使得铝离子和有机单体也发生反应,实现对铝离子的包裹和点位的稳定化,进而使得PAC具有良好的稳定性,铝形态在2年内不发生较大的改变,使本发明有效期延长,可以长期储存2年,处理效果更加稳定,从而解决了现有液体PAC产品稳定性不好的问题。本发明制备过程简单,易操作,原料来源广泛,制备条件温和,产品的纯度高,Alb含量高,反应时间短,处理效果好,可以用于煤化工废水的处理工艺中,具有投加量低,COD和浊度去除率高、稳定性高,残余铝量低等优点。(The invention discloses a preparation method of high-stability poly-state polyaluminium chloride, which combines the gel preparation process of the polyaluminium chloride with the polymerization reaction of an organic monomer, so that aluminum ions and the organic monomer react, the wrapping and point position stabilization of the aluminum ions are realized, PAC has good stability, the aluminum form is not greatly changed within 2 years, the effective period of the invention is prolonged, the polyaluminium chloride can be stored for 2 years, the treatment effect is more stable, and the problem of poor stability of the existing liquid PAC product is solved. The method has the advantages of simple preparation process, easy operation, wide raw material source, mild preparation conditions, high product purity, high Alb content, short reaction time and good treatment effect, can be used in the treatment process of the coal chemical wastewater, and has the advantages of low addition amount, high COD (chemical oxygen demand) and turbidity removal rate, high stability, low residual aluminum content and the like.)

一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法

技术领域

本发明涉及给水污泥处理领域，特别的涉及一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法。

背景技术

混凝法在水处理工艺流程中具有重要的地位，而且其在目前城市用水和工业废水处理过程中不可或缺，混凝过程是应用最普遍的重要单元过程之一。它决定着后续流程的运行工况、最终出水质量和成本费用，因而成为水处理工程重要的科技研究开发领域。混凝剂的性能很大程度决定水处理效果的好坏，混凝剂是混凝法水处理技术的核心。

聚合氯化铝通常称作净水剂或混凝剂，它是介于AlCl₃和Al(OH)₃之间的一种水溶性无机高分子聚合物，在水解过程中，聚合氯化铝伴随发生电荷中和、吸附架桥、网捕卷扫等物理化学过程，絮凝效果好。与传统无机混凝剂相比，聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用pH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显，能有效去除水中色质、SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子，因而引起了水处理界的极大关注，现已成为国内外无机高分子絮凝剂研究的一个热点，该产品已在饮用水、工业用水和污水处理等领域具有广泛的应用。

聚合氯化铝的制备方法有很多，目前主要以酸溶一步法、酸浸中和两步法、凝胶法、热分解法等为主。上述常用的工业制备聚合氯化铝制备过程中，对原料的来源及制备过程的设备要求较高，制备过程繁杂，制备过程中容易产生杂质且含量较高，造成能源的浪费。并且制备的PAC产品多为液体或凝胶，从溶液的化学角度上看，聚合铝的铝盐水解-聚合-沉淀反应过程的动力学中间产物，热力学上是不稳定，一般液体PAC产品只能保存半年，所以稳定性相对较差，质量难以保证。

为了解决上述问题，学者们也做了大量的研究。如发明专利CN201810376222.1公开了一种聚合氯化铝铁的制备方法，具体工艺流程为：首先将一定粒度的煤矸石焙烧，焙烧后加入一定量的硫酸废渣，然后与适量的盐酸混合进行酸浸反应，将酸浸液过滤，滤液加热搅拌并加入适量的铝酸钙粉进行聚合反应，一定时间后冷却熟化得到液体聚合氯化铝铁，继续蒸发干燥得到固体聚合氯化铝铁，虽然该方法固体PAC产品稳定性较好，但生产时需要将液体产品干燥，需要提供较长的加热时间，能耗大，对设备的要求高，成本高。发明专利CN201611159697.2公开了一种聚乙烯醇改性聚合氯化铝及其制备方法与应用，包括以下原料组分：回收级清洗剂5～20份；废盐酸100～200份；铝泥45～120份；铁泥0.5～18份；工业盐7～23份；聚丙烯酰胺0.2～5份，将回收级清洗剂在85～105℃完全溶解后，添加废盐酸、工业盐、聚丙烯酰胺，维持反应温度为85～105℃，同时搅拌，制得混合溶液；再将铝泥、铁泥添加至步骤一所制得的混合溶液中，维持反应温度为85～105℃，同时搅拌，即得聚乙烯醇改性聚合氯化铝。发明专利CN201811495639.6一种聚合氯化铝钛无机复合混凝剂及其制备方法和应用，包括：(1)在搅拌的条件下，将无水氯化铝加入至冰水浴的去离子水中，得到氯化铝溶液；(2)将四氯化钛滴加至步骤(1)的氯化铝溶液中，继续搅拌，得到四氯化钛和氯化铝混合溶液，四氯化钛与氯化铝的摩尔比为(3:1)～(1:1)；(3)向步骤(2)的四氯化钛和氯化铝混合溶液中滴加一定浓度的碱溶液至碱化度为0.5～1.0，然后继续搅拌1.5～4h至溶液无沉淀。上述方法均是通过添加某些无机盐（氯化钙、四氯化钛）或有机高分子物质(聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等)来提高PAC的稳定性，同时可增加絮凝能力，但其产品只能在较短时间内保持稳定性，有效浓度低、杂质多且含量高、质量难以保证。

煤化工是指以煤为原料经过化学加工，使煤转化为气体、液化和固体燃料及化学品的过程，包括煤的高温干馏、低温干馏、气化、液化、煤制化学品及其他煤加工制品。而煤化工企业排放废水是在煤加工过程中产生的，包括焦化废水、气化废水、液化废水，主要以高浓度煤气洗涤废水为主，属于当前难处理的工业废水之一。该废水的特点是水质很复杂，含有大量酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物和氰、油、氨氮等有毒、有害物质，其化学需氧量(CODcr)一般为3000mg/L～5000mg/L、总酚浓度为600mg/L～1000mg/L、氨氮浓度为200mg/L～500mg/L。同时，在煤化工废水中还含有5-降冰片烯-2-羧酸、2-羟基-苯并呋喃、苯酚、萘-1,8-二胺等很多具有生色团和助色团的有机物，使得煤化工废水具有色度和浊度很高的特点。

目前，煤化工废水的治理工艺主要是由物化和生化工艺组合而成。但单纯的好氧生物工艺因出水仍含有一定量的难降解有机物而难以达到排放标准，并且运行成本也较高。缺氧-好氧生物处理工艺，煤化工废水虽然可以获得较好的效果，运行管理和成本相对较低，但当在原水氨氮浓度较高和含有较多难降解有机物时出水难以稳定达标。吸附处理工艺虽能够去除大部分有机物，但存在吸附剂的再生和二次污染的问题。高级氧化技术处理工艺虽能降解众多难以生物降解的有机物，但在工业应用中存在运行费用过高等问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法，解决了现有聚合氯化铝存在产品有效浓度低、杂质多且含量高、稳定性也相对较差，导致质量难以保证等问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法，包括以下步骤：

1）将含铝材料加至浓酸中，加热搅拌溶解，然后将其滴加到碱性溶液中，加热至80~90℃，充分搅拌反应，得到偏铝酸钠溶液，经过滤除杂，备用；

2）向步骤1）得到除杂后的偏铝酸钠溶液中滴加酸溶液，滴加过程中需加热和不断搅拌，使溶液充分混合，盐基度达到30~80%，然后将其温度稳定在30~40℃，再加入有机单体及引发剂，反应30~90min得到混合溶液；

3）将步骤2）得到的混合溶液在40~80℃下反应1~3h，经过熟化后制得乳状粘稠溶液即所述聚合氯化铝。

作为优选的，步骤1）所述含铝材料为铝铁矿、粘土、高岭土、铝灰、煤矸石、冰晶石、明矾、赤泥、三氯化铝、氢氧化铝和废弃氧化铝中的一种或多种。

作为优选的，步骤1）所述浓酸的浓度为5~20mol/L；含铝材料中铝元素与浓酸的摩尔比为1:0.5~15；所述浓酸为硫酸、盐酸、高氯酸、苯甲酸、甲酸、乙酸、丙酸或丁酸。

作为优选的，步骤1）所述碱性溶液的浓度为0.5~10 mol/L；含铝材料中铝元素与碱性溶液的摩尔比为1:1~10；所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液、氨水、碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液、四甲基氢氧化铵溶液、甲醇钠溶液、乙醇钾溶液、叔丁醇钾溶液、三甲胺溶液或三乙胺溶液。

作为优选的，步骤1）所述加热搅拌过程中，温度不同对应搅拌速度和溶解时间也不同，可分为以下四类：当加热温度稳定在40~60℃时，搅拌速度为100~200r/min，所需溶解时间为100~120min；当加热温度稳定在60~80℃时，搅拌速度为200~300r/min，所需溶解时间为80~100min；当加热温度稳定在80~100℃时，搅拌速度为300~400r/min，所需溶解时间为60~80min；当加热温度稳定在100~120℃时，搅拌速度为400~500r/min，所需溶解时间为40~60min。

作为优选的，步骤1）所述含铝溶液的滴加过程中，根据碱性溶液不同的温度，含铝溶液的滴加速度可分为以下三种：当碱性溶液温度低于40℃时，控制含铝溶液的滴加速度为0.1~2 ml/min；当碱性溶液升温至40℃~60℃时，控制含铝溶的液滴加速度为2~8 ml/min；当碱性溶液升温至60℃~90℃时，控制含铝溶液的滴加速度为8~15ml/min。通过碱性溶液的温度来调节含铝溶液的滴加速度，有效保障了偏铝酸钠的高效形成。

作为优选的，步骤2）所述酸的浓度为0.1mol/L~5 mol/L，所述酸为盐酸、硫酸、碳酸、硝酸、磷酸、醋酸、硅酸、苹果酸、柠檬酸、水杨酸、丙二酸或丁二酸。

作为优选的，步骤2）所述酸溶液的滴加过程中，根据偏铝酸钠溶液不同的温度，酸溶液的滴加速度可以分为以下三种：当偏铝酸钠溶液温度升至25~30℃，控制酸溶液的滴加速度为0.5~5ml/min；当偏铝酸钠溶液温度升至30~35℃，控制酸溶液的滴加速度为5~10ml/min；当铝酸钠溶液温度升至35~40℃时，控制酸溶液的滴加速度为10~15ml/min。根据偏铝酸钠溶液的温度来相应的调节酸溶液的滴加速度，有效提高了本发明制备的PAC产品中Alb含量。

作为优选的，所述有机单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三乙基溴化铵、丙烯酰氧乙基二乙基丁基溴化铵、丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酸钙、苯乙烯、异戊二烯或丁二烯；所述混合溶液中铝元素与有机单体的摩尔比为5~50: 0.1。

作为优选的，所述引发剂为过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸钾/氯化亚铁或过氧化氢/氯化亚铁；所述混合溶液中铝元素与引发剂的摩尔比为100~1000: 0.1。

本发明还提供了上述方法制备的聚合氯化铝在处理煤化工废水方面的应用。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明在制备多聚态的聚合氯化铝中，将聚合氯化铝的凝胶制备过程与有机单体的聚合反应结合起来，有机单体聚合的同时也与铝离子发生反应，对铝离子进行包裹和点位的稳定化，降低聚合氯化铝在储存过程中的絮凝作用，进而使得PAC具有良好的稳定性，铝形态在2年内不发生较大的改变，使本发明有效期延长，可以长期储存2年，处理效果更加稳定，从而解决了现有液体PAC产品稳定性不好的问题；而当本产品投加到废水中时，有机单体和具有高效混凝作用的羟基水合铝会分别溶解剥离，进而分别发生羟基水合铝的高效电中和作用和有机聚合单体的吸附架桥作用，强化混凝过程。因此本发明不仅解决了铝离子稳定性不佳的问题还强化了混凝作用，具有良好的应用前景。

2、本发明制备聚合氯化铝的方法，整个制备过程耗时短，反应快速。在制备中含铝材料的酸化会放出大量热，可以充分利用其产生的热量，并且不需要长时间持续的高温加热，能耗少。盐基度人为容易控制，提高产品的盐基度的同时产品的稳定性不容易受影响。调节盐基度过程中不用反调节盐基度，也减少了原料的浪费，同时避免加入大量高浓度的酸对设备及管道的腐蚀。

3、本发明的原料均为市售的普通产品，种类较多，来源广泛，在自然界存储量大，并且可以有效地回收利用工业生产过程中的废弃氧化铝，节约资源，成本低。且制备的条件温和，不需要特殊的反应装置，制备过程简单，易操作，产品的纯度高，Alb含量高。

4、本发明的混凝剂对处理煤化工废水的COD去除率可达到85％以上，浊度去除率可达到72％以上，并且经处理后的废水，满足混合废水处理系统进水要求，工艺简单，节约总体投资，减少运行费用，具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法，采用以下步骤：

1）将铝铁矿加至5mol/L的浓硫酸中，使含铝材料中铝元素与浓硫酸的摩尔比为1:0.5，在50℃温度下加热，在100r/min的搅拌速度下溶解120min后得到含铝溶液，然后使1mol/L的氢氧化钠溶液加热至80℃微沸腾，加热的过程中将含铝溶液滴加到氢氧化钠溶液中，当氢氧化钠溶液温度低于40℃时，控制含铝溶液的滴加速度为0.5 ml/min；当氢氧化钠溶液温度升温至40℃~60℃时，控制含铝溶液的滴加速度2ml/min；当氢氧化钠溶液温度升温至60℃~80℃时，控制含铝溶液的滴加速度为8 ml/min，使含铝溶液中铝元素与氢氧化钠溶液的摩尔比为1:1，充分反应20min后得到偏铝酸钠溶液，经过滤除杂，备用。

2）将步骤1）得到除杂后的偏铝酸钠溶液加热至30℃，在加热过程中同时滴加0.5mol/L盐酸溶液，使两种溶液充分混合，调节盐基度为30%，当偏铝酸钠溶液温度加热至25~30℃，控制盐酸溶液滴加速度为2.5ml/min；再将上述溶液温度稳定在30℃，加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂（过硫酸铵/亚硫酸氢钠），得到混合溶液，使混合溶液中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与铝元素的摩尔比为0.1:20，引发剂与铝元素的摩尔比为0.1:100，反应30min，得到溶液A；

3）将步骤2）得到的溶液A在温度40℃下反应1h，经过熟化后制成PAC乳状粘稠液体记为产品1#。

实施例2

一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法，采用以下步骤：

1）将粘土加至8mol/L的浓硫酸中，使含铝材料中铝元素与浓硫酸的摩尔比为1:1，在60℃温度下加热，并以200r/min的搅拌速度下溶解100min后得到含铝溶液，然后使1.5mol/L的氢氧化钾溶液加热至80℃微沸腾，加热的过程中将含铝溶液滴加至氢氧化钾溶液中，当氢氧化钾溶液温度低于40℃时，控制含铝溶液的滴加速度为0.5 ml/min；当氢氧化钾溶液温度升温至40℃~60℃时，控制含铝溶液的滴加速度2ml/min；当氢氧化钾溶液温度升温至60℃~80℃时，控制含铝溶液的滴加速度为8ml/min，使含铝溶液中铝元素与氢氧化钾溶液的摩尔比为1:1.2，充分反应20min后得到偏铝酸钠溶液，经过滤除杂，备用。

2）将步骤1）得到除杂后的偏铝酸钠溶液温度加热至30℃，在加热过程中同时滴加1mol/L硫酸溶液，使两种溶液充分混合，调节盐基度为40%，当偏铝酸钠溶液温度加热至25~30℃，控制硫酸溶液滴加速度为2.5ml/min；再将上述溶液温度稳定在30℃，加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂（过硫酸钾/亚硫酸氢钠），得到混合溶液，使混合溶液中甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与铝元素的摩尔比为0.1:10，引发剂与铝元素的摩尔比为0.1:200，反应30min，得到溶液A。

3）将步骤2）得到的溶液A在温度50℃下反应1.5h，经过熟化后制成PAC乳状粘稠液体记为产品2#。

实施例3

一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法，采用以下步骤：

1）将铝灰加至10mol/L的浓盐酸中，使含铝材料中铝元素与浓盐酸的摩尔比为1:1.2，在70℃温度下加热，在250r/min的搅拌速度下溶解80min后得到含铝溶液，然后使2mol/L的氢氧化钙溶液加热至80℃微沸，加热的过程中将含铝溶液滴加至氢氧化钙溶液中，当氢氧化钙溶液温度低于40℃时，控制含铝溶液的滴加速度为0.5 ml/min；当氢氧化钙溶液温度升温至40℃~60℃时，控制含铝溶液的滴加速度2ml/min；当氢氧化钙溶液温度升温至60℃~80℃时，控制含铝溶液的滴加速度为8ml/min，使含铝溶液中铝元素与氢氧化钙溶液的摩尔比为1:1.5，充分反应20min后得到偏铝酸钠溶液，经过滤除杂，备用。

2）将步骤1）得到除杂后的偏铝酸钠溶液加热至35℃，在加热过程中同时滴加2mol/L硝酸溶液，使两种溶液充分混合，调节盐基度为50%，当偏铝酸钠溶液温度加热至25~30℃，控制硝酸溶液滴加速度为2.5ml/min；当偏铝酸钠溶液升温至30~35℃，控制硝酸溶液滴加速度为5 ml/min；当再将上述溶液温度稳定在35℃，加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和引发剂（过氧化氢/酒石酸），得到混合溶液，使混合溶液中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与铝元素的摩尔比为0.1:20，引发剂与铝元素的摩尔比为0.1:300，反应60min，得到溶液A。

3）将步骤2）得到的溶液A在温度60℃下反应2h，经过熟化后制成PAC乳状粘稠液体记为产品3#。

实施例4

一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法，采用以下步骤：

1）将煤矸石加至10mol/L的浓盐酸中，使含铝材料中铝元素与浓盐酸的摩尔比为1:1.5，在90℃温度下加热，在300r/min的搅拌速度下溶解80min后得到含铝溶液，然后使2.5mol/L的氨水溶液加热至80℃微沸腾，加热的过程中将含铝溶液滴加至氨水溶液中，当氨水溶液温度低于40℃时，控制含铝溶液的滴加速度为0.5ml/min；当氨水溶液温度升温至40℃~60℃时，控制含铝溶液的滴加速度2ml/min；当氨水溶液温度升温至60℃~90℃时，控制含铝溶液的滴加速度为8ml/min，使含铝溶液中铝元素与氨水溶液的摩尔比为1:2，充分反应25min后得到偏铝酸钠溶液，经过滤除杂，备用。

2）将步骤1）得到除杂后的偏铝酸钠溶液加热至35℃，在加热过程中同时滴加3mol/L盐酸溶液，使两种溶液充分混合，调节盐基度为60%，当偏铝酸钠溶液温度加热至25~30℃，控制盐酸溶液滴加速度为2.5ml/min；当偏铝酸钠溶液升温至30~35℃，控制盐酸溶液滴加速度为5ml/min。再将上述溶液温度稳定在35℃，加入二甲基二烯丙基氯化铵和引发剂（过氧化氢/吊白块），得到混合溶液，使混合溶液中二甲基二烯丙基氯化铵与铝元素的摩尔比为0.1:30，引发剂与铝元素的摩尔比为0.1:400，反应60min，得到溶液A；

3）将步骤2）得到的溶液A在温度70℃下反应2.5h，经过熟化后制成PAC乳状粘稠液体记为产品4#。

实施例5

一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法，采用以下步骤：

1）将三氯化铝加至12mol/L的浓盐酸中，使含铝材料中铝元素与浓盐酸的摩尔比为1:1.8，在100℃温度下加热，在350r/min的搅拌速度下溶解60min后得到含铝溶液，然后使3mol/L的碳酸氢钠水溶液加热至90℃微沸腾，加热的过程中将含铝溶液滴加至碳酸氢钠溶液中，当碳酸氢钠溶液温度低于40℃时，控制含铝溶液的滴加速度为0.5 ml/min；当碳酸氢钠溶液温度升温至40℃~60℃时，控制含铝溶液的滴加速度2ml/min；当碳酸氢钠溶液温度升温至60℃~90℃时，控制含铝溶液的滴加速度为4 ml/min，使含铝溶液中铝元素与碳酸氢钠水的摩尔比为1:2.5，充分反应30min后得到偏铝酸钠溶液，经过滤除杂，备用。

2）将步骤1）得到除杂后的偏铝酸钠溶液加热至40℃，在加热过程中同时滴加4mol/L磷酸溶液，使两种溶液充分混合，调节盐基度为70%，当偏铝酸钠溶液温度加热至25~30℃，控制磷酸溶液滴加速度为2.5ml/min；当偏铝酸钠溶液升温至30~35℃，控制磷酸溶液滴加速度为5ml/min。当偏铝酸钠溶液升温至35~40℃，控制磷酸溶液滴加速度为10ml/min。再将上述溶液稳定在40℃，加入二烯丙基二甲基氯化铵和引发剂（过硫酸铵/硫酸亚铁），得到混合溶液，使混合溶液中二烯丙基二甲基氯化铵与铝元素的摩尔比为0.1:40，引发剂与铝元素的摩尔比为0.1:500，反应90min，得到溶液A。

3）将步骤2）得到的溶液A在温度70℃下反应3h，经过熟化后制成PAC乳状粘稠液体记为产品5#。

实施例6

一种高稳定性多聚态的聚合氯化铝的制备方法，采用以下步骤：

1）将废弃的氧化铝加至15mol/L的浓硫酸中，使含铝材料中铝元素与浓硫酸的摩尔比为1:2，在100℃温度下加热，在500r/min的搅拌速度下溶解50min后得到含铝溶液，然后使3mol/L的碳酸钠溶液加热至90℃微沸腾，加热的过程中将含铝溶液滴加至碳酸钠溶液中，当碳酸钠溶液温度低于40℃时，控制含铝溶液的滴加速度为0.5ml/min；当碳酸钠溶液温度升温至40℃~60℃时，控制含铝溶液的滴加速度2ml/min；当碳酸钠溶液温度升温至60℃~90℃时，控制含铝溶液的滴加速度为8 ml/min，使含溶液中铝元素与碳酸钠水溶液的摩尔比为1:3，充分反应30min后得到偏铝酸钠溶液，经过滤除杂，备用。

2）将步骤1）得到除杂后的偏铝酸钠溶液加热至40℃，在加热过程中同时滴加5mol/L硅酸溶液，使两种溶液充分混合，调节盐基度为80%，当偏铝酸钠溶液温度加热至25~30℃，控制硅酸溶液滴加速度为2.5ml/min；当偏铝酸钠溶液升温至30~35℃，控制硅酸溶液滴加速度为5ml/min；当偏铝酸钠溶液升温至35~40℃时，控制硅酸溶液滴加速度为10ml/min。再将上述溶液稳定在40℃，加入丙烯酰氧乙基三乙基溴化铵和引发剂（过硫酸钾/氯化亚铁），得到混合溶液，使混合溶液中丙烯酰氧乙基三乙基溴化铵与铝元素的摩尔比为0.1:50，引发剂与铝元素的摩尔比为0.1:500，反应90min，得到溶液A；

3）将步骤2）得到的溶液A在温度80℃下反应3h，经过熟化后制成PAC乳状粘稠液体记为产品6#。

对比例

用聚丙烯酰胺代替有机单体和引发剂，其它步骤同实施例1。

1、将实施例1~6制备的产品进行稳定性测试，分别取10g的实施例1~6制备的产品和对比例制得的产品放置于烧杯中，在室温密封条件下保存6~18个月，观察产品的稳定性情况，结果如表1所示。

表1

实施例1

实施例2

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

对比例

6个月

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

12个月

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色絮状沉淀

18个月

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色透明油状液体

白色絮状沉淀

从表1可以看出，采用本发明制备出的高稳定性多聚态的聚合氯化铝在室温密封的条件下，保存12~18个月，溶液仍然呈现白色透明油状液体，而对比例在12个月时就出现了白色絮状沉淀，表明本发明制备出的高稳定性多聚态的聚合氯化铝稳定性较好，能够12~18个月甚至更长的时间里保存。

2、应用实施案例1：

取煤化工废水水样1（COD=25000mg/L，浊度为350NTU），将废水的pH调制6~8范围内，然后将废水平均分成7份400ml的水样，再分别将水样置于混凝搅拌机下，设置快转5min、转速200r/min，慢转15min、转速70r/min，开启搅拌时分别加入不同的混凝剂，搅拌完毕后，静置沉降10min，取上层清液，测试其COD及浊度，测试结果如表2所示。

表2

混凝剂	投加量（mg/L)	COD去除率（%）	浊度去除率（%）
				实施例1	20	85.7	73.4
实施例2	20	86.2	75.1
				实施例3	20	87.4	76.8
实施例4	20	88.1	85.3
				实施例5	20	92.3	72.4
实施例6	20	90.5	73.7
				对比例	20	62.7	63.2

3、应用实施案例2：

取煤化工废水水样2（TP=15000mg/L，浊度为300NTU），将废水的pH调制6-8范围内，然后将其平均分成7份400ml的水样，再分别将水样置于混凝搅拌机下，设置快转5min、转速200r/min，慢转15min、转速70r/min，开启搅拌时分别加入不同的混凝剂，搅拌完毕后，静置沉降10min，取上层清液，测试其TP及浊度。测试结果如表3所示。

表3

混凝剂	投加量（mg/L)	TP去除率（%）	浊度去除率（%）
				实施例1	20	83.2	69.8
实施例2	20	83.9	73.6
				实施例3	20	86.5	76.4
实施例4	20	87.5	83.7
				实施例5	20	91.7	79.2
实施例6	20	89.5	74.5
				对比例	20	60.2	64.1

从表2和表3中可以看出，本发明各实施例得到的聚合氯化铝相比较于对比例，在较短时间内对高浓度的煤化工废水的处理效果好，具有反应时间短，混凝剂的投加量低，对COD、磷和浊度去除率高。并且经本发明制备的聚合氯化铝处理的煤化工废水的出水水质均达到中华人民共和国《废水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。