本發(fā)明屬于化工材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一氯化鋁鈣晶體，可用于環(huán)境保護(hù)中的污水、污泥的凈化處理，以及工業(yè)廢水、飲用水、城市廢水、來(lái)自釀酒廠或來(lái)自其它飲料工業(yè)的廢水、或造紙工業(yè)中的廢水和污水排放前的有害物質(zhì)去除的凈化處理。

背景技術(shù)：

“水的凈化”處理是指將水中不容許的有害化合物和其它化合物去除掉。

“水的凈化”意義重大。以鋼鐵企業(yè)為例，高爐煤氣洗滌水是鋼鐵企業(yè)主要廢水之一，具有水量大、水溫高、懸浮物含量高等特點(diǎn)，其水質(zhì)情況直接影響高爐的正常生產(chǎn)。若處理不好，易導(dǎo)致系統(tǒng)管爐、冷卻塔的結(jié)垢及洗滌器噴嘴的堵塞，使高爐煤氣換熱不良，同時(shí)損耗能源，增加設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。近來(lái)，隨著高爐噴煤工藝的改進(jìn)及高爐工況的變化，使煤氣洗滌水中細(xì)顆粒含量明顯增高，成分變化波動(dòng)較大。國(guó)內(nèi)常用聚鐵或聚鋁配加PAM方法進(jìn)行處理，其主要缺點(diǎn)是腐蝕性強(qiáng)、過(guò)濾后污泥脫水性差，因此，需要研制新型水凈化劑。

目前對(duì)水進(jìn)行凈化處理的方法有以下四大類：

(1)物理處理法，是通過(guò)物理作用，以分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)污染物質(zhì)，常用的有過(guò)濾法等；

(2)化學(xué)處理法，是向污水中投加化學(xué)物質(zhì)，利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)分離、回收污水中的污染物質(zhì)，常用的有化學(xué)沉淀法、混凝法、中和法、氧化還原等；

(3)物理化學(xué)法，是利用物理化學(xué)作用去除廢水中的污染物質(zhì)，主要有吸附法、離子交換法、膜分離法、萃取法；

(4)生物處理法，是利用微生物的代謝作用，使污水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)為穩(wěn)定的無(wú)害物質(zhì)，常用的有生物膜法等；

上述在水凈化處理方法中，絮凝是最重要的過(guò)程之一。絮凝是指以絮凝體從溶液中去除化合物和膠體顆粒。絮凝劑是用于促進(jìn)絮凝的化學(xué)品。許多絮凝劑是多價(jià)陽(yáng)離子，例如鋁、鐵、鉀或鎂。這些帶正電荷的分子與帶負(fù)電荷的顆粒和分子相互作用，以降低團(tuán)聚的勢(shì)壘。此外，這些化學(xué)品中的許多種在適當(dāng)?shù)膒H和其它條件下與水反應(yīng)，生成不溶性氫氧化物，氫氧化物通過(guò)沉淀連接在一起，從而形成長(zhǎng)鏈或網(wǎng)狀物來(lái)捕集小顆粒，成為更大的絮凝體。

無(wú)機(jī)絮凝劑由于具有投加量少、凈化效率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，已成為許多國(guó)家普遍采用的主要絮凝劑。就其實(shí)質(zhì)而言，都是鐵或鋁鹽水解過(guò)程中的中間產(chǎn)物，即多核配合物或無(wú)機(jī)配合物。

但是，目前已有的最常用的無(wú)機(jī)絮凝劑，如，硫酸鋁、聚合氯化鋁、氯化鐵等，都存在很多急待解決的問(wèn)題，具體表現(xiàn)為：

1.常用絮凝劑硫酸鋁與水反應(yīng)生成氫氧化鋁的絮凝體，但其可能在成品水中留下鋁的殘余物，而鋁在高濃度下對(duì)人可能是有毒的。

2.聚合氯化鋁作為當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的絮凝劑之一，絮凝效果雖然很好，但在后續(xù)的污泥處理過(guò)程中由于污泥中存在氫氧化鋁，其脫水性不是很好。如果在處理含有有機(jī)物質(zhì)樹(shù)葉或無(wú)機(jī)物質(zhì)鐵或錳化合物的褐色飲用水時(shí)使用，這種鋁基絮凝劑聚合氯化鋁通常不足以有效從水中去除褐色。

3.氯化鐵也作為另一種常用的絮凝劑，其可以在比硫酸鋁大的pH范圍內(nèi)發(fā)揮作用，但是對(duì)多種來(lái)源水不是有效的，且這種鐵化合物絮凝通常在成品水中留下鐵的殘余物，會(huì)導(dǎo)致水產(chǎn)生輕微的異味，并在瓷器設(shè)備上可能出現(xiàn)褐色的污點(diǎn)；此外，氯化鐵在水處理系統(tǒng)中還存在腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。

目前已經(jīng)提出的新的水凈化劑制備方法主要有以下幾種：

一.在申請(qǐng)?zhí)朇N201610374551.3(公告號(hào)為CN105836864A)的發(fā)明專利中公開(kāi)了一種提鋰廢渣制備聚合氯化鋁鈣凈水劑的方法。該方法是以提鋰廢渣、粉煤灰、工業(yè)級(jí)鹽酸、工業(yè)燒堿、水為主要原料，經(jīng)過(guò)酸溶、沉降、分離制得氯化鋁鈣溶液，再進(jìn)行堿化反應(yīng)和熟化，制備聚合氯化鋁鈣凈水劑。該方法的不足之處在于，1)制備原料要求特定、苛刻，即必須要有鋰廢渣、粉煤灰、工業(yè)級(jí)鹽酸和工業(yè)燒堿原料；2)所用鹽酸為強(qiáng)酸，腐蝕性很大，增加了工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性。

二.李元輝等人發(fā)表的“一種新型混凝劑的研制與應(yīng)用”(《工業(yè)水處理》，2004，24(3))，提出將Al₂O₃與CaCO₃混合均勻，置于馬弗爐中，在1400℃下高溫焙燒5小時(shí)，得到鋁酸鈣；再將鋁酸鈣碾成粉末，加入到30％鹽酸中，沸騰5小時(shí)。該方法的不足之處在于，1)需要1400℃下高溫焙燒，制備條件要求特定、苛刻；2)所用鹽酸為強(qiáng)酸，本身就腐蝕性很大，還要將鋁酸鈣碾成粉末、并加入到30％鹽酸中沸騰5小時(shí)，增加了工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性。

三.在申請(qǐng)?zhí)朇N201210306104.6(公告號(hào)為CN103626272A)的發(fā)明專利中公開(kāi)了一種稀土異核聚合氯化鋁鈣的制備工藝。該制備工藝是在水中加入工業(yè)鹽酸稀釋后，然后加入鋁酸鈣粉和稀土或稀土溶液，混合后充分反應(yīng)后陳化，自然沉降去除不溶物后即得液體的稀土異核聚合氯化鋁鈣。該方法的不足之處在于，1)制備原料要求有稀土，稀土對(duì)人體和周圍環(huán)境存在潛在的輻射污染危害；2)所用鹽酸為強(qiáng)酸，腐蝕性很大，增加了工藝過(guò)程的危險(xiǎn)性。

四.在申請(qǐng)?zhí)朇N201210212437.2(公告號(hào)為CN102765789A)的發(fā)明專利中公開(kāi)了一種聚合氯化鋁鈣的制備方法。該方法是將氯化鋁鈣混合溶液進(jìn)行調(diào)整，再進(jìn)行堿化反應(yīng)和熟化，制備成適合污水處理的混合溶液，再利用鈣部分取代鋁合成聚合氯化鋁鈣。該方法的不足之處在于，此聚合氯化鋁鈣對(duì)改變水質(zhì)的硬度以及對(duì)含酸廢水的處理，效果甚微。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出一種增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體的制備方法，以提高水的凈化效果，簡(jiǎn)化制備工藝，減小對(duì)環(huán)境的潛在輻射危害和污染。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下：

1)配制鎂離子水溶液：將3.8～38.95克的MgCl₂溶入到500ml去離子水中混合，配制成濃度為0.08mol/L～0.82mol/L的鎂離子水溶液，過(guò)濾去除鎂離子水溶液中的雜質(zhì)；

2)配制鋁離子水溶液：將31.4～67.62克的AlCl₃·6H₂O溶入到500ml去離子水中混合，配制成濃度為0.26mol/L～0.56mol/L的鋁離子水溶液，過(guò)濾去除鋁離子水溶液中的雜質(zhì)；

3)配制鈣離子水溶液：將54.39～101.01克的CaCl₂溶入到500ml去離子水中混合，配制成濃度為0.98mol/L～1.82mol/L的鈣離子水溶液，過(guò)濾去除鈣離子水溶液中的雜質(zhì)；

4)制備氫氧根離子水溶液：將37～107.2克的NaOH溶入到500ml去離子水中混合，配制成濃度為1.85mol/L～5.36mol/L的氫氧根離子水溶液；

5)制備碳酸鈉懸濁液：將22.26～48.76克的Na₂CO₃溶入到500毫升的去離子水中，配制成濃度為0.42mol/L～0.92mol/L的碳酸鈉懸濁液；

6)制備表面活性劑水溶液：將0.3～8.1克的表面活性劑溶入到500毫升的去離子水中，配制成濃度為0.6g/L～16.2g/L的表面活性劑水溶液；

7)制備氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液：

7a)將上述配置的鈣離子水溶液、鋁離子水溶液、氫氧根離子水溶液和表面活性劑水溶液進(jìn)行混合加熱攪拌；

7b)將加熱溫度升高到90℃，向此混合液中以10毫升/分鐘的速度加入100毫升碳酸鈉懸濁液，并以1000轉(zhuǎn)/分鐘速度進(jìn)行混合加熱攪拌；

7c)將加熱溫度升高到100℃，繼續(xù)以20毫升/分鐘的速度加入400毫升氫氧根離子水溶液，并以600轉(zhuǎn)/分鐘速度繼續(xù)進(jìn)行混合加熱攪拌，得到氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液；

8)制備增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液：控制反應(yīng)溶液的pH≧11，將步驟1)制備的鎂離子水溶液、步驟5)制備的碳酸鈉懸濁液和步驟7)制備的氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液進(jìn)行混合并加熱到100℃，同時(shí)以1200～1500轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌2～4小時(shí)，得到增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液；

9)將8)得到的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液在20～30℃的室溫下靜置20～30分鐘，倒掉上層清液，再向此增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物中加入800毫升的去離子水，再靜置1～2小時(shí)，倒掉上層清液；如此反復(fù)2～3次，得到洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物；

10)將洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物放入烘箱，在60～70℃的溫度下，烘干18～24小時(shí)，獲得增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體。

所述的過(guò)濾去除鎂離子水溶液中的雜質(zhì)，是先將漏斗架到儀器支架上面，將干凈的燒杯放到漏斗下面；再將濾紙折疊鋪到漏斗上面；然后將鎂離子水溶液按55毫升/分鐘的速度倒到濾紙上面，獲得去除雜質(zhì)后的鎂離子水溶液。

所述的過(guò)濾去除鋁離子水溶液中的雜質(zhì)，是先將漏斗架到儀器支架上面，將干凈的燒杯放到漏斗下面；再將濾紙折疊鋪到漏斗上面；然后將鋁離子水溶液按50毫升/分鐘的速度倒到濾紙上面，獲得去除雜質(zhì)后的鋁離子水溶液。

所述的過(guò)濾去除鈣離子水溶液中的雜質(zhì)，是先將漏斗架到儀器支架上面，將干凈的燒杯放到漏斗下面；再將濾紙折疊鋪到漏斗上面；然后將鈣離子水溶液按45毫升/分鐘的速度倒到濾紙上面，獲得去除雜質(zhì)后的鈣離子水溶液。

所述使用的表面活性劑，采用?；撬?。

所述的將鈣離子水溶液、鋁離子水溶液、氫氧根離子水溶液、表面活性劑水溶液進(jìn)行混合加熱攪拌，其工藝條件是：攪拌速度為600～800轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度60～80℃，攪拌時(shí)間30～50分鐘。

所述的控制反應(yīng)溶液的pH≧11，是在加熱攪拌的過(guò)程中，每隔3～8分鐘添加濃度為1.85mol/L～5.36mol/L的氫氧根離子水溶液15ml～25ml，直到控制反應(yīng)溶液的pH值大于或等于11為止。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體具有無(wú)污染、無(wú)毒、無(wú)腐蝕、無(wú)輻射危害。

經(jīng)XRD測(cè)試表明，本發(fā)明制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體的相組成為碳酸鈣、氫氧化鎂和氯化鋁鈣，由于碳酸鈣、氫氧化鎂和氯化鋁鈣分別都為無(wú)輻射危害、無(wú)污染、無(wú)毒、無(wú)腐蝕的材料，故本發(fā)明制備的晶體無(wú)輻射危害、無(wú)污染、無(wú)毒、無(wú)腐蝕。

2.本發(fā)明的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體有助于提高污水的凈化效率。

TEM測(cè)試表明，本發(fā)明制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體為微米級(jí)的片狀，具有細(xì)度高、顆粒尺寸超小的特征，有助于提高污水的凈化效率。

3.有助于提高污水的凈化效果。

本發(fā)明制備的晶體由氯化鋁鈣、碳酸鈣和氫氧化鎂三相復(fù)相成分組成，由于氯化鋁鈣是一種優(yōu)良的水凈化劑，碳酸鈣是酸性廢水中和處理常用的中和藥劑之一，氫氧化鎂是一種優(yōu)良的廢水處理劑，因而使用本發(fā)明制備的晶體作為污水的凈化劑，有助于提高污水的凈化效果。

4.制備工藝過(guò)程無(wú)毒、環(huán)保。

本發(fā)明不以強(qiáng)酸鹽酸為原料，也不需要存在潛在的輻射污染危害的稀土或稀土溶液等，而是以氯化鎂、氯化鋁、氯化鈣、氫氧化鈉和碳酸鈉為主要原料，通過(guò)配制得到鈣離子水溶液、鋁離子水溶液、氫氧根離子水溶液和表面活性劑水溶液的混合液，并在此混合液加入鎂離子水溶液和碳酸鈉懸濁液，得到增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液，然后沉淀、洗滌沉淀、烘干，最終得到增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相晶體。因此，制備工藝過(guò)程環(huán)保、無(wú)毒。

5.制備成本低、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單。

本發(fā)明由于采用我國(guó)儲(chǔ)量非常豐富的、廉價(jià)的氯化鎂和氯化鋁等原料，克服了現(xiàn)有技術(shù)由于原料的價(jià)格貴而造成制備水凈化劑價(jià)格貴的缺點(diǎn)；同時(shí)由于本發(fā)明的制備方法選取常壓下的機(jī)械攪拌，替代了現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)在1400℃下高溫焙燒來(lái)完成反應(yīng)過(guò)程，簡(jiǎn)化了制備工藝過(guò)程，降低了成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明制備試樣的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；

圖2是本發(fā)明的制作工藝流程圖；

圖3(a)和圖4(a)是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1制備試樣的成份測(cè)試結(jié)果和微觀形貌特征；圖3(b)和圖4(b)是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例2制備試樣的成份測(cè)試結(jié)果和微觀形貌特征；圖3(c)和圖4(c)是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例3制備試樣的成份測(cè)試結(jié)果和微觀形貌特征。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作詳細(xì)說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的制備實(shí)驗(yàn)裝置，包括：加熱用的恒溫水浴鍋1、攪拌用的機(jī)械攪拌器2、盛裝反應(yīng)溶液的不銹鋼器皿3。

參照?qǐng)D2，本發(fā)明的制備方法給出如下三種實(shí)施例。

實(shí)施例1，制備復(fù)相晶體中含氫氧化鎂23％、碳酸鈣7.3％、氯化鋁鈣69.7％的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體。

第一步，配制鎂離子水溶液。

1.1)將3.8克的MgCl₂溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為0.08mol/L的鎂離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液；

1.2)過(guò)濾去除鎂離子水溶液中的雜質(zhì)：

1.21)將漏斗架到儀器支架上面，將干凈的燒杯放到漏斗下面，將濾紙折疊鋪到漏斗上面；

1.22)將鎂離子水溶液按55毫升/分鐘的速度倒到濾紙上面，獲得去除雜質(zhì)后的鎂離子水溶液。

第二步，配制鋁離子水溶液。

2.1)將31.4克的AlCl₃·6H₂O溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為0.26mol/L的鋁離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液；

2.2)過(guò)濾去除鋁離子水溶液中的雜質(zhì)：

2.21)將漏斗架到儀器支架上面，將干凈的燒杯放到漏斗下面，將濾紙折疊鋪到漏斗上面；

2.22)將鋁離子水溶液按50毫升/分鐘的速度倒到濾紙上面，獲得去除雜質(zhì)后的鋁離子水溶液。

第三步，配制鈣離子水溶液。

3.1)將54.39克的CaCl₂溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為0.98mol/L的鈣離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液；

3.2)過(guò)濾去除鈣離子水溶液中的雜質(zhì)：

3.21)將漏斗架到儀器支架上面，將干凈的燒杯放到漏斗下面，將濾紙折疊鋪到漏斗上面；

3.22)將鈣離子水溶液按45毫升/分鐘的速度倒到濾紙上面，獲得去除雜質(zhì)后的鈣離子水溶液。

第四步，制備氫氧根離子水溶液。

將37克的NaOH溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為1.85mol/L的氫氧根離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液。

第五步，制備碳酸鈉懸濁液。

將22.26克Na₂CO₃溶入到500毫升的去離子水中，配制成濃度為0.42mol/L的碳酸鈉懸濁液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液。

第六步，制備表面活性劑水溶液。

將0.3克的表面活性劑溶入到500毫升的去離子水中，配制成濃度為0.6g/L的表面活性劑水溶液，其中使用的表面活性劑為?；撬幔貌讳P鋼器皿盛裝此溶液。

第七步，制備氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液。

7.1)將鈣離子水溶液、鋁離子水溶液、氫氧根離子水溶液、表面活性劑水溶液盛裝到不銹鋼器皿中進(jìn)行混合加熱并用機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌速度為600轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度60℃，攪拌時(shí)間30分鐘；

7.2)將加熱溫度升高到90℃，向此混合液中以10毫升/分鐘的速度加入100毫升碳酸鈉懸濁液，并以1000轉(zhuǎn)/分鐘速度進(jìn)行混合加熱攪拌；

7.3)將加熱溫度繼續(xù)升高到100℃，再以20毫升/分鐘的速度加入400毫升氫氧根離子水溶液，并以600轉(zhuǎn)/分鐘速度繼續(xù)進(jìn)行混合加熱攪拌，得到氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液。

第八步，制備增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液。

8.1)控制反應(yīng)溶液的pH≧11，即在步驟七中的加熱攪拌過(guò)程中，每隔4分鐘就添加濃度為1.85mol/L的氫氧根離子水溶液15ml，直到控制反應(yīng)溶液的pH值大于或等于11為止；

8.2)將鎂離子水溶液、碳酸鈉懸濁液與制備得的氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液盛裝到不銹鋼器皿中進(jìn)行混合加熱并用機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌，加熱溫度為100℃，攪拌速度為1200轉(zhuǎn)/分鐘，加熱攪拌時(shí)間為2小時(shí)，得到增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液。

第九步，獲取洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物。

將增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液盛裝在不銹鋼器皿中在20℃的室溫下靜置20分鐘，倒掉上層清液，再向此增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物中加入800毫升的去離子水，再靜置1小時(shí)，倒掉上層清液；如此反復(fù)2次，得到洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物。

第十步，獲取增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體。

將洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物放入烘箱，烘箱溫度控制為60℃，烘干時(shí)間控制為18小時(shí)，獲得復(fù)相晶體中含氫氧化鎂23％、碳酸鈣7.3％、氯化鋁鈣69.7％的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體。

實(shí)施例2，制備復(fù)相晶體中含氫氧化鎂28.9％、氯化鋁鈣53.4％、碳酸鈣17.7％的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體。

步驟1，配制鎂離子水溶液。

1a)將10.7克的MgCl₂溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為0.226mol/L的鎂離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液；

1b)過(guò)濾去除鎂離子水溶液中的雜質(zhì)：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例1的步驟1.2)相同。

步驟2，配制鋁離子水溶液。

2a)將49.13克的AlCl₃·6H₂O溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為0.407mol/L的鋁離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液；

2b)過(guò)濾去除鋁離子水溶液中的雜質(zhì)：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例1的步驟2.2)相同。

步驟3，配制鈣離子水溶液。

3a)將67.7克的CaCl₂溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為1.22mol/L的鈣離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液；

3b)過(guò)濾去除鈣離子水溶液中的雜質(zhì)：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例1的步驟3.2)相同。

步驟4，制備氫氧根離子水溶液。

將45.6克的NaOH溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為2.28mol/L的氫氧根離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液。

步驟5，制備碳酸鈉懸濁液。

將28.1克Na₂CO₃溶入到500毫升的去離子水中，配制成濃度為0.53mol/L的碳酸鈉懸濁液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液。

步驟6，制備表面活性劑水溶液。

將1.9克的表面活性劑溶入到500毫升的去離子水中，配制成濃度為3.8g/L的表面活性劑水溶液，其中使用的表面活性劑為牛磺酸，用不銹鋼器皿盛裝此溶液。

步驟7，制備氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液。

7a)將鈣離子水溶液、鋁離子水溶液、氫氧根離子水溶液、表面活性劑水溶液盛裝到不銹鋼器皿中進(jìn)行混合加熱并用機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌速度為700轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度70℃，攪拌時(shí)間40分鐘；

7b)與實(shí)施例1第七步中的7.2)相同；

7c)與實(shí)施例1第七步中的7.3)相同。

步驟8，制備增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液。

8a)控制反應(yīng)溶液的pH≧11，即在步驟七中的加熱攪拌過(guò)程中，每隔5分鐘就添加濃度為3.17mol/L的氫氧根離子水溶液20ml，直到控制反應(yīng)溶液的pH值大于或等于11為止；

8b)將鎂離子水溶液、碳酸鈉懸濁液與制備得的氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液盛裝到不銹鋼器皿中進(jìn)行混合加熱并用機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌，加熱溫度為100℃，攪拌速度為1300轉(zhuǎn)/分鐘，加熱攪拌時(shí)間為3小時(shí)，得到增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液。

步驟9，獲取洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物。

將增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液盛裝到不銹鋼器皿中在25℃的室溫下靜置25分鐘，倒掉上層清液，再在此增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物中加入800毫升的去離子水，再靜置1.5小時(shí)，倒掉上層清液；如此反復(fù)3次，得到洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物。

步驟10，獲取增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體。

將洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物放入烘箱，烘箱溫度控制為65℃，烘干時(shí)間控制為20小時(shí)，獲得復(fù)相晶體中含氫氧化鎂28.9％、氯化鋁鈣53.4％、碳酸鈣17.7％的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體。

實(shí)施例3，制備復(fù)相晶體中含氫氧化鎂25.1％、氯化鋁鈣60.8％、碳酸鈣14.1％的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體。

步驟A，配制鎂離子水溶液。

A1)將38.95克的MgCl₂溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為0.82mol/L的鎂離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液；

A2)過(guò)濾去除鎂離子水溶液中的雜質(zhì)：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例1的步驟1.2)相同。

步驟B，配制鋁離子水溶液。

B1)將67.62克的AlCl₃·6H₂O溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為0.56mol/L的鋁離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液；

B2)過(guò)濾去除鋁離子水溶液中的雜質(zhì)：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例1的步驟2.2)相同

步驟C，配制鈣離子水溶液。

C1)將101.01克的CaCl₂溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為1.82mol/L的鈣離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液；

C2)過(guò)濾去除鈣離子水溶液中的雜質(zhì)：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例1的步驟3.2)相同

步驟D，配制氫氧根離子水溶液。

將107.2克的NaOH溶入到500ml去離子水中，配制成濃度為5.36mol/L的氫氧根離子水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液。

步驟E，配制碳酸鈉懸濁液。

將48.76克Na₂CO₃溶入到500毫升的去離子水中，配制成濃度為0.92mol/L的碳酸鈉懸濁液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液。

步驟F，配制表面活性劑水溶液。

將8.1克的表面活性劑溶入到500毫升的去離子水中，配制成濃度為16.2g/L的表面活性劑水溶液，用不銹鋼器皿盛裝此溶液。

步驟G，制備氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液。

G1)將鈣離子水溶液、鋁離子水溶液、氫氧根離子水溶液、表面活性劑水溶液盛裝到不銹鋼器皿中進(jìn)行混合加熱并用機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌速度為800轉(zhuǎn)/分鐘，加熱溫度80℃，攪拌時(shí)間50分鐘；

G2)與實(shí)施例1第七步中的7.2)相同

G3)與實(shí)施例1第七步中的7.3)相同

步驟H，制備增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液。

H1)控制反應(yīng)溶液的pH≧11，即在步驟G中的加熱攪拌過(guò)程中，每隔8分鐘就添加濃度為5.36mol/L的氫氧根離子水溶液25ml，從而控制反應(yīng)溶液的pH值大于或等于11。

H2)將鎂離子水溶液、碳酸鈉懸濁液與制備得的氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液盛裝到不銹鋼器皿中進(jìn)行混合加熱并用機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌，加熱溫度為100℃，攪拌速度為1500轉(zhuǎn)/分鐘，加熱攪拌時(shí)間為4小時(shí)，得到增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液。

步驟I，獲取洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物。

將增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相懸濁液盛裝在不銹鋼器皿中在30℃的室溫下靜置30分鐘，倒掉上層清液，再在此增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物中加入800毫升的去離子水，再靜置2小時(shí)，倒掉上層清液；如此反復(fù)3次，得到洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物。

步驟J，獲取增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體。

將洗滌后的增強(qiáng)型氯化鋁鈣復(fù)相沉淀物放入烘箱，烘箱溫度控制為70℃，烘干時(shí)間控制為24小時(shí)，獲得含氫氧化鎂為25.1％、氯化鋁鈣為60.8％、碳酸鈣為14.1％的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體。

本發(fā)明的效果可通過(guò)以下測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明：

一.成分測(cè)試

1.1)測(cè)試條件

X射線分析采用日本理學(xué)電機(jī)株式會(huì)社出產(chǎn)的D/Max型X射線衍射儀，靶材為Cu靶，角度掃描速度為5°/min。

依據(jù)《電子材料現(xiàn)代分析概論》(張有綱等編著，北京:國(guó)防工業(yè)出版社，258～282)，按下式分別計(jì)算試樣中氯化鋁鈣相的相組成百分比P₁、碳酸鈣相的相組成百分比P₂、氫氧化鎂相的相組成百分比P₃：

P₁＝I_氯化鋁鈣/M，

P₂＝I_碳酸鈣/M，

P₃＝I_氫氧化鎂/M，

M＝I_氯化鋁鈣+I_碳酸鈣+I_氫氧化鎂，

式中，I_氯化鋁鈣為Ca₂Al(OH)₆Cl·2H₂O相在X射線衍射儀測(cè)得的XRD衍射圖譜中的最強(qiáng)衍射峰的峰值，I_碳酸鈣為CaCO₃相在X射線衍射儀測(cè)得的XRD衍射圖譜中的最強(qiáng)衍射峰的峰值，I_氫氧化鎂為Mg(OH)₂相在X射線衍射儀測(cè)得的XRD衍射圖譜中的最強(qiáng)衍射峰的峰值。

1.2)測(cè)試內(nèi)容與結(jié)果

對(duì)用本發(fā)明實(shí)施例制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體，進(jìn)行X射線衍射XRD測(cè)試，結(jié)果如圖3，其中：

圖3(a)是用X射線衍射儀對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1制備晶體的成份測(cè)試結(jié)果；

圖3(b)是用X射線衍射儀對(duì)本發(fā)明實(shí)施例2制備晶體的成份測(cè)試結(jié)果；

圖3(c)是用X射線衍射儀對(duì)本發(fā)明實(shí)施例3制備晶體的成份測(cè)試結(jié)果。

圖3表明，本發(fā)明的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體的相組成為氯化鋁鈣、碳酸鈣和氫氧化鎂，其中：

圖3(a)的XRD圖譜表明，本發(fā)明實(shí)施例1制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體相組成為：氫氧化鎂23％；碳酸鈣7.3％；氯化鋁鈣69.7％；

圖3(b)的XRD圖譜表明，本發(fā)明實(shí)施例2制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體相組成為：氫氧化鎂28.9％；氯化鋁鈣53.4％；碳酸鈣17.7％；

圖3(c)的XRD圖譜表明，本發(fā)明實(shí)施例3制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體相組成為：氫氧化鎂25.1％；氯化鋁鈣60.8％；碳酸鈣14.1％。

1.3)測(cè)試結(jié)果分析

已有實(shí)驗(yàn)表明，氯化鋁鈣是一種優(yōu)良的水凈化劑，用氯化鋁鈣凈化鋼鐵廠的高爐煤氣洗滌水的效果，要優(yōu)于聚合硫酸鐵、或聚鋁和硫酸亞鐵混合藥劑分別處理高爐煤氣洗滌水的凈化效果，這是因?yàn)槁然X鈣中，不僅含有一定量的Al³⁺，還含有一定量的Ca²⁺，對(duì)改善絮凝反應(yīng)效果，提高污泥透水性有顯著作用。

碳酸鈣是酸性廢水中和處理常用的中和藥劑之一。目前利用碳酸鈣對(duì)酸性礦山廢水的治理大多采用添加石灰石粉末中和、或利用碳酸鈣濾池中和法，相比之下利用碳酸鈣濾池中和法工作量小，殘?jiān)^易處理，因而用途較為廣泛。

氫氧化鎂是一種優(yōu)良的廢水處理劑，其特點(diǎn)在于：氫氧化鎂具有緩沖性，無(wú)論中和哪種酸類，其pH最高不超過(guò)9；用氫氧化鎂作中和劑不容易形成結(jié)垢物質(zhì)，便于操作管理；且氫氧化鎂活性大、吸附能力強(qiáng)，可在中和酸性液體的同時(shí)吸附其中的各種重金屬離子，從而達(dá)到脫除的目的；同時(shí)料漿狀氫氧化鎂(含Mg(OH)₂為23％～45％)具有非沉降性、非凝聚性和較好的流動(dòng)性，易于泵送和貯存，使用和調(diào)節(jié)都很方便。

顯然，本發(fā)明制備的由氯化鋁鈣、碳酸鈣和氫氧化鎂三相組成的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體，有助于提高污水的凈化效果。

二.本發(fā)明增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體的微觀形貌測(cè)試

2.1)測(cè)試條件

采用日本電子公司JXA―840型掃描電子顯微鏡進(jìn)行微觀形貌測(cè)試。

2.2)測(cè)試內(nèi)容與結(jié)果

用掃描電子顯微電鏡SEM對(duì)本發(fā)明實(shí)施例制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體觀測(cè)，結(jié)果如圖4，其中：

圖4(a)是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1制備的試樣用掃描電子顯微鏡拍攝的形貌特征照片，其放大10000倍，中間標(biāo)尺為1微米；

圖4(b)是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例2制備的試樣用掃描電子顯微鏡拍攝的形貌特征照片，其放大10000倍，中間標(biāo)尺為1微米；

圖4(c)是對(duì)本發(fā)明實(shí)施例3制備的試樣用掃描電子顯微鏡拍攝的形貌特征照片，其放大10000倍，中間標(biāo)尺為1微米。

圖4表明本發(fā)明制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體為直徑不同的片狀，其中：

圖4(a)的SEM照片表明，本發(fā)明實(shí)施例1制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體為片狀，其厚度為0.1微米、平均直徑為2微米～3微米。

圖4(b)的SEM照片表明，本發(fā)明實(shí)施例2制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體為片狀，其厚度為0.1微米、平均直徑為1微米～3微米。

圖4(c)的SEM照片表明，本發(fā)明實(shí)施例3制備的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體為片狀，其厚度為0.1微米、平均直徑為1.5微米～2.5微米。

2.3)測(cè)試結(jié)果分析

本發(fā)明制備的片狀的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體有助于提高污水的凈化效率。這是因?yàn)?，污水處理一般都必須備有碳酸鈣濾池，碳酸鈣濾池的作用是保障污水處理前期固液分離，即：沉淀、消耗酸。碳酸鈣濾池中的濾料層由濾料石灰石完成，其化學(xué)式為CaCO₃，含碳酸鈣97％以上。酸性廢水中和處理，是利用石灰石所含的碳酸鈣與廢水中的酸發(fā)生反應(yīng)，生成鈣鹽和放出二氧化碳。其反應(yīng)速度取決于石灰石所含雜質(zhì)及它們的晶體大小，石灰石雜質(zhì)含量越高、晶體越大，其與廢水中的酸所發(fā)生的反應(yīng)的速度就越小。顯然，高純度的片狀的微納米尺寸級(jí)別的增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體，相對(duì)于尺寸較大的或非片狀的填料粒子，其表面積更大，與污水的接觸面更多，添加較少的量，就能起到同樣的凈化效果。若將其用作污水處理的碳酸鈣濾池中的濾料，在保證凈化效果的同時(shí)，由于濾池中的濾料層可以做的較薄，這樣，在污水通過(guò)碳酸鈣濾池時(shí)，水流速度可以加快，從而可以提高污水的凈化效率。

綜上，本發(fā)明制備的的片狀增強(qiáng)型氯化鋁鈣晶體，有助于提高污水的凈化效率和效果，且其制備工藝過(guò)程無(wú)毒、環(huán)保、制備成本低、工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，適宜于工業(yè)化大生產(chǎn)。