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活性氧化铝除氟的基本原理是怎样的?
发布时间:2023-02-14浏览:38次
  活性氧化铝是一种用途很广的吸附剂,是一种常用的干燥剂。活性氧化铝除氟通常称为吸附除氟,实际上是借离子交换作用除氟。活性氧化铝是把氧化铝的水化物经400-600℃灼烧而成,属于γ-氧化铝,是一种多孔吸附剂,有较大的表面积。
  
  
  地下水原水中除含氟外,同时含有硬度(Ca2+、Mg2+)、碱度、盐酸根(Cl-)、重碳酸根(HCO3-)等。在活性氧化铝除氟过程,除SO42-含量增加之外其他物质均有减少(即也去除了一部分),其中碱度、HCO3-等去除较明显。
  
  活性氧化铝对阴离子吸附交换的选择性
  
  活性氧化铝的分子式为(Al2O3)n·H2SO4。可吸附交换的离子为SO42-,而(Al2O3)n·H22+是母体,用符号R表示,因SO42-是负二价,则分子式成为R2SO4称为交换基团,对原水中的阴离子能进行吸附交换,其吸附交换按选择性的大小,顺序为:
  
  OH->PO42->F->SO42->Cl->HCO3->HSiO3-
  
  可见F-的亲和力(选择性)大于R2SO4上的SO42-,因此除氟时水中的F-易把R2SO4交换下来,成为新的交换基团RF。
  
  要使活性氧化铝恢复其除氟能力,则就要用SO42-再把RF上的F-交换下来重新成为R2SO4,这就是再生,因SO42-选择性小于F-,故要困难些,这就是离子交换选择性的关系。
  
  除氟原理
  
  首先必须用硫酸铝溶液对氧化铝进行活化,使之转化成硫酸盐型,其反应式为:
  
  活化后的氧化铝除氟反应为:R2SO4+2F-→2RF+SO42-
  
  活性氧化铝吸氟饱和后,失去了除氟交换能力,需用硫酸铝溶液进行再生。因SO42-亲和力小于F-,故Al2(SO4)3用量远大于除氟量,溶液浓度为1%-2%。
  
  再生反应为:2RF+SO42-→R2SO4+2F-
  
  活性氧化铝在除氟的过程中,同时吸附交换水中的重碳酸根HCO3-、而地下水中HCO3-的含量较高,远大于F-的含量,因此相当大的一部分交换容量用于HCO3-,使除氟容量大大减少。
  
  其交换和再生的反应式分别为:
  
  R2SO4+HCO3-→RHCO3+SO42-
  
  2RHCO3+SO42-→R2SO4+2HCO3-
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