【无机絮凝剂】
在液体中，用作聚集粘附并使之生成絮伏物的药剂称为絮凝剂。絮凝过程包括凝结和凝聚两个阶段，所谓凝结是指絮凝剂吸附那些微细颗粒和胶体，或者与其反应，中和表面电荷，使之相互粘结而言。而凝聚则是粗大分散粒子粘附生成絮状物，这种作用也称桥联作用。有时把不稳定的颗粒称为一次絮凝物，把粗大化的絮凝物称为二次絮凝物。絮凝剂包括各种水溶性的无机物和有机物及矿物粉末，其分类见表1。用絮凝剂处理水不仅可使存在于水中的微细颗粒粗大化以提高分离效率，也可以用来提高在其它化学处理和生物处理中产生的固态物的处理效率，具有基建投资低、适应性强、操作管理简单等优点，在选矿、湿法冶金、化工和生活用水处理等部门应用日趋广泛。
无机絮凝剂的应用历史悠久，已经广泛用于饮用水，工业用水的净化处理以及下水、废水、污泥的脱水处理等。无机絮凝剂按分子量分类可分为低分子系、高分子系；按金属盐类组成可分为铝盐系、铁盐系；按阴离子成分又分为盐酸系和硫酸系。主要品种按开发的时间顺序依次为硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。硫酸铝是1884年由美国开发的。一直是工业上最重要的铝盐之一，也是最重要的无机絮凝剂之一，但用于水处理时，存在着成本高、腐蚀性大，在某些场合净水效果不理想等不足之处，所以部分市场逐渐被聚铝等絮凝剂所占领。聚合氯化铝(简称聚铝，代号PAC，也称碱式氯化铝、羟基氯化铝)虽然早在30年代就已被德、日、美等国科学家发现，并在工业上大规模应用，但直到60年代以后，随着工业的迅速发展，工业污水逐渐增多，环保呼声日益强烈，聚铝的优越净水性能才被人们重视，锐意研究它的净水机理，聚合规律和结构形态，60年代末，日本确定了工业氢氧化铝转变为活性氢氧化再溶于盐酸的工艺，并发表一系列专利，还把生产技术输出给英、德、法国。PAC被称为70年代划时代的絮凝剂。由于铁盐与铝盐具有相似的絮凝作用机理，从而人们设想并开发了铁系无机高分子絮凝剂，1975年国外已有液体聚合硫酸铁的报导。1976年日本首先研制成功。80年代投入工业性生产并应用于多种废水和工业用水的净化处理。近年来，欧、美等国都在相继应用。聚合硫酸铁(简称聚铁，代号PES)是一种新型无机高分子絮凝剂。在其水溶液中存在着〔Fe(H2O)6〕3+、〔Fe(OH)3〕3+、〔Fe(OH)2〕3+等络离子，以OH－作为架桥形成多核络离子，从而变成了巨大的无机高分子化合物，分子量高达1×105。聚铁之所以比其他无机絮凝剂絮凝能力高、絮凝效果好，根本原因就在于聚铁能提供大量的如上所述的络合离子，能够强烈吸附胶体微粒，通过粘附、架桥、效联作用，从而促使微粒凝聚。同时，还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了胶团的ξ电位，因而胶体粒子由原来的相斥变成相互吸引，破坏了胶团的稳定性，促使胶体微粒相互碰撞，形成絮状混凝沉淀，而且沉淀的表面积可达200～1000m2／g，极具吸附能力。也就是说，聚铁既有吸附而脱稳作用，又可发挥粘附、桥联以及卷扫絮凝作用。表1 各种絮凝剂的分类
(表2)聚合硫酸铁的制法
以及原料来源多的特点以聚铝的生产原料为例包括煤矸石、铝灰、粘土矿、三水软铝矿、工业氢氧化铝、液体硫酸铝等。
我国于1950年开始生产硫酸铝。1960年开始对聚合氯化铝的研制和应用，早在1960年哈尔滨城建局便与有关单位合作，用金属铝和废铝灰为原料进行试生产。1964年试用于自来水处理，但直到1973年，国家建委才肯定了PAC的效能，交提出扩大原料来源，改革工艺的研究方向，于是PAC的生产应用才得到发展。1983年，国内首次报导了研制成功聚铁并进行电厂水处理的成果，随后，有关聚铁的制备及应用文章在我国有关刊物上时见报道。总之，我国无机絮凝剂的生产和应用已经取得长足的进步。从品种来看，除了PASS国内尚未见到报导以外，其他复合型品种基本上都进行过开发和研制。从生产工艺来看，在我国申请的专利数已超过美国和日本，但是，我国水资源总量28000亿m3，为世界第6位，人均水量2700m3，是世界人均值的1／4。今后全国每年缺水量将超过300亿m3。另外，我国城市工业用水量大，约占总用水量的70%，而且工业用水重复率低。可见，水处理工业不容乐观，无机絮涨剂市场潜力很大，为此，提出如下建议：(1)品种要样化、专门化。万能絮凝剂是没有的，水质情况是复杂的，对水体中不同的H+浓度范围，不同的化学耗量、不同的悬浮物和溶解物种类，都应该有自己最适合的絮凝剂。因此，在热衷于开发聚铝、聚铁等新型絮凝剂的同时，也不能完全丢弃老品种。另一方面，只要河水流经同一地理流域，或污水出自同一类生产过程，其水质情况又是大致相同的，还是有规律可循的，因此，应根据某一地理流域水质或同一种类污水的特性，定向合成某种絮凝剂，也就是专门化絮凝剂，这样将更加适销对路，更受用户欢迎。比如美国通用化学品公司生产聚铝的技术。不仅可以根据用户要求改变氯和铝的比例，而且可以改变盐基度，使产品应用更加专一化。(2)加强处理工艺和工程的研究。絮凝剂的用法，用量和絮凝效果之间存在着密切关系。因为絮凝剂一般情况下对悬浊物保持很强的亲合能务，使用时使其在水体中迅速均匀混合是重要条件。然而，微量的絮凝剂与大量的水体迅速而均匀混合并非易事。因此，需要强对絮凝处理工艺的研究。絮凝剂的用途非常广泛。在许多部门，用其进行浓缩脱水、杂质沉降分离、产品精制回收等，使用效果好、机动性大，操作简单易行，又可节约大量能源。除了絮凝剂的选择要恰当、使用正确外，处理工艺和工程的合理开发也是十分必要的。比如两步絮凝等。(云浮硫铁矿企业集团公司苏威撰)