2023高考化学化工技术流程知识点.pdf

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1、知 识 归 纳:1 制 硫 酸 反 应 原 理 造 气：s+o2=so2催 化 剂 催 化 氧 化：2 s o 2+02=-2sCh吸 收：SO3+H2O=H2SO4 98.3%的 硫 酸 吸 收。原 料 选 择 黄 铁 矿：FeS2 硫 磺：S反 应 条 件 催 化 剂、2 s o 2+。2-2 s0 3 放 热 可 逆 反 应（低 温、高 压 会 提 升 转 化 率）转 化 率、控 制 条 件 的 成 本、实 际 可 能 性。400 5 0 0,常 压。帆 触 媒：V2O5三 废 处 理 废 气：SO2+Ca（OH）2=CaSO3+H2O CaSCh+H2s（XpCaSCU+SO?t+H2

2、O废 水：酸 性，用 碱 中 和 废 渣：黄 铁 矿 废 渣 一 一 炼 铁、有 色 金 属；制 水 泥、制 砖。局 部 循 环：充 分 利 用 原 料 能 量 利 用 热 交 换：用 反 应 放 出 的 热 预 热 反 应 物。2 制 氨 气 反 应 原 理 催 化 剂、_N2+3H?、,F、2NH3 放 热、可 逆 反 应（低 温、高 压 会 提 升 转 化 率）反 应 条 件：铁 触 媒 400500,lOMPa 30MPa生 产 过 程 1、造 气：用:空 气（两 种 方 法,（1）液 化 后 蒸 发 分 离 出 氮 气 和 液 氧，沸 点 N2-1 9 6,出 一 183；（2）将

3、氧 气 燃 烧 为 CO2再 除 去）。出:水 合 碳 氢 化 合 物（生 成 H2和 C O或 CO2）2、净 化：避 免 催 化 剂 中 毒。除 H2S：NH3H2O+H2S=NH4HS+H2O除 CO：CO+H2O=CO2+H2 K2cO3+CO2+H2O=2KHCO33、氨 的 合 成 与 分 离：混 合 气 在 合 成 塔 内 合 成 氨。出 来 的 混 合 气 体 中 15%为 氨 气，再 进 入 冷 凝 器 液 化 氨 气，剩 余 原 料 气 体 再 送 入 合 成 塔。工 业 发 展 1、原 料 及 原 料 气 的 净 化。2、催 化 剂 的 改 进（磁 铁 矿）3、环 境 保

4、 护 三 废 处 理 废 气：H2S一 直 接 氧 化 法（选 择 性 催 化 氧 化）、循 环。CO2一 生 产 尿 素、碳 镀。废 液：含 氟 化 物 污 水 一 生 化、加 压 水 解、氧 化 分 解、化 学 沉 淀、反 吹 回 炉 等。含 氨 污 水 一 蒸 播 法 回 收 氨，浓 度 较 低 可 用 离 子 交 换 法。废 渣：造 气 阶 段 产 生 氢 气 原 料 的 废 渣。煤 渣(用 煤)，炭 黑(重 油)。3 制 纯 碱 氨 碱 法(索 尔 维)1、CO2通 入 含 NH3的 饱 和 NaCl溶 液 中 NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3=NaH

5、CO3 I+NH4clA2、2NaHCO.x-Na2CO3+CO2 t+H2O t缺 点：CO2 来 自 CaCCh，CaO-Ca(OH)22NH3+CaCL+2H2OCaCI2的 处 理 成 为 问 题。和 NaCl中 的 C 没 有 充 分 利 用，只 有 70%oCaCO3的 利 用 不 够 充 分。联 合 法(侯 德 榜)与 氨 气 生 产 联 合 起 来：NH3、CO2都 来 自 于 合 成 氨 工 艺；这 样 N H 4 cl就 成 为 另 一 产 品 化 肥。综 合 利 用 原 料、降 低 成 本、减 少 环 境 污 染，NaCl利 用 率 达 96%。资 料：一、硫 酸 的 用

6、 途 硫 酸 是 基 本 化 学 工 业 中 重 要 产 品 之 一。它 不 仅 作 为 许 多 化 工 产 品 的 原 料，而 且 还 广 泛 地 应 用 于 其 他 的 国 民 经 济 部 门。它 的 应 用 范 围 日 益 扩 大，需 要 数 量 日 益 增 加。硫 酸 作 用 如 下：I、为 农 业 生 产 服 务(1)肥 料 的 生 产。硫 酸 镂(俗 称 硫 镂 或 肥 田 粉)：2NH3+H2SO4=(N H4)2SO4;和 过 磷 酸 钙(俗 称 过 磷 酸 石 灰 或 普 钙)：C a3(PO4)2+2H2SO4=C a(H2PO4)2+2CaSO4;(2)农 药 的 生 产

7、。如 硫 酸 铜、硫 酸 锌 可 作 植 物 的 杀 菌 剂，硫 酸 钝 可 作 杀 鼠 剂，硫 酸 亚 铁、硫 酸 铜 可 作 除 莠 剂。最 普 通 的 杀 虫 剂，如 1059乳 剂(45%)和 1605乳 剂(45%)的 生 产 都 需 用 硫 酸。为 大 家 所 熟 悉 的 滴 滴 涕，每 生 产 I t 需 要 20%发 烟 硫 酸 1 2。2、为 工 业 生 产 服 务(1)冶 金 工 业 和 金 属 加 工。在 冶 金 工 业 部 门，特 别 是 有 色 金 属 的 生 产 过 程 需 要 使 用 硫 酸。例 如：电 解 法 精 炼 铜、锌、镉、银 时，电 解 液 用 硫 酸，

8、某 些 贵 金 属 的 精 炼，也 需 要 硫 酸 来 溶 解 去 夹 杂 的 其 他 金 属。在 钢 铁 工 业 中 进 行 冷 轧、冷 拔 及 冲 压 加 工 之 前，都 必 须 用 硫 酸 清 除 钢 铁 表 面 的 氧 化 铁。在 轧 制 薄 板、冷 拔 无 缝 钢 管 和 其 他 质 量 要 求 较 高 的 钢 材，都 必 须 每 轧 一 次 用 硫 酸 洗 涤 一 次。另 外，有 缝 钢 管、薄 铁 皮、铁 丝 等 在 进 行 镀 锌 之 前，都 要 经 过 用 硫 酸 进 行 酸 洗 手 续。在 某 些 金 属 机 械 加 工 过 程 中，例 如 镀 银、镀 铭 等 金 属 制

9、件，也 需 用 硫 酸 来 洗 净 表 面 的 锈。在 黑 色 冶 金 企 业 部 门 里，需 要 酸 洗 的 钢 材 一 般 约 占 钢 总 产 量 的 5%6%,而 每 吨 钢 材 的 酸 洗，约 消 费 98%的 硫 酸 30 kg 50kg。(2)石 油 工 业 汽 油、润 滑 油 等 石 油 产 品 的 生 产。需 要 浓 硫 酸 精 炼，以 除 去 其 中 的 含 硫 化 合 物 和 不 饱 和 碳 氢 化 合 物。每 吨 原 油 精 炼 需 要 硫 酸 约 2 4 k g,每 吨 柴 油 精 炼 需 要 硫 酸 约 31kg。石 油 工 业 所 使 用 的 活 性 白 土 的 制

10、 备，也 消 耗 不 少 硫 酸。(3)其 他 化 工 生 产 和 其 他 工 业 部 门。例 如，在 浓 缩 硝 酸 中，以 浓 硫 酸 为 脱 水 剂；氯 碱 工 业 中，以 浓 硫 酸 来 干 燥 氯 气、氯 化 氢 气 等；无 机 盐 工 业 中，如 冰 晶 石(Na3AlF6)、硼 砂(N azB K lO hO)、磷 酸 三 钠、磷 酸 氢 二 钠、硫 酸 铅、硫 酸 锌、硫 酸 铜、硫 酸 亚 铁 以 及 其 他 硫 酸 盐 的 制 备 都 要 用 硫 酸。许 多 无 机 酸 如 磷 酸、硼 酸、倍 酸(HzCrCU，有 时 也 指 CrCh)、氢 氟 酸、氯 磺 酸(CISCH

11、)；有 机 酸 如 草 酸(COOH)?、醋 酸 等 的 制 备，也 常 需 要 硫 酸 作 原 料。此 外 炼 焦 化 学 工 业(用 硫 酸 来 同 焦 炉 气 中 的 氨 起 作 用 副 产 硫 酸 镂)、电 镀 业、制 革 业、颜 料 工 业、橡 胶 工 业、造 纸 工 业、油 漆 工 业(有 机 溶 剂 的 制 备)、工 业 炸 药 和 铅 蓄 电 池 制 造 业 等 等，都 消 耗 相 当 数 量 的 硫 酸。3、解 决 人 民“穿”与“用”等 问 题。(1)化 学 纤 维 的 生 产。粘 胶 丝，它 需 要 使 用 硫 酸、硫 酸 锌、硫 酸 钠 的 混 合 液 作 为 粘 胶

12、抽 丝 的 凝 固 浴。每 生 产 It粘 胶 纤 维，需 要 消 耗 硫 酸 1 2 1.5 t,每 生 产 11维 尼 龙 短 纤 维，就 要 消 耗 98%硫 酸 230kg,每 生 产 I t卡 普 纶 单 体，需 要 用 1620%发 烟 硫 酸。此 外，在 尼 龙、醋 酸 纤 维、聚 丙 烯 月 青 纤 维 等 化 学 纤 维 生 产 中，也 使 用 相 当 数 量 的 硫 酸。(2)化 学 纤 维 以 外 的 高 分 子 化 合 物 生 产。塑 料 等 高 分 子 化 合 物，在 国 民 经 济 中 越 来 越 占 有 重 要 的 地 位。每 生 产 I t环 氧 树 脂，需 用

13、 硫 酸 2.6 8 3号 称“塑 料 王”的 聚 四 氟 乙 烯，每 生 产 I t,需 用 硫 酸 L32t；有 机 硅 树 胶、硅 油、丁 苯 橡 胶 及 丁 靖 橡 胶 等 的 生 产，也 都 要 使 用 硫 酸。(3)染 料 工 业。几 乎 没 有 一 种 染 料(或 其 中 间 体)的 制 备 不 需 使 用 硫 酸。偶 氮 染 料 中 间 体 的 制 备 需 要 进 行 磺 化 反 应,苯 胺 染 料 中 间 体 的 制 备 需 要 进 行 硝 化 反 应,两 者 都 需 使 用 大 量 浓 硫 酸 或 发 烟 硫 酸。所 以 有 些 染 料 厂 就 设 有 硫 酸 车 间，以

14、配 合 需 要。(4)日 用 品 的 生 产。生 产 合 成 洗 涤 剂 需 要 用 发 烟 硫 酸 和 浓 硫 酸。塑 料 的 增 塑 剂(如 苯 二 甲 酸 酢 和 苯 二 甲 酸 酯)、赛 璐 珞 制 品 所 需 的 原 料 硝 化 棉，都 需 要 硫 酸 来 制 备。玻 璃 纸、羊 皮 纸 的 制 造，也 需 要 使 用 硫 酸。此 外，纺 织 印 染 工 业、搪 瓷 工 业、小 五 金 工 业、肥 皂 工 业、人 造 香 料 工 业 等 生 产 部 门，也 都 需 要 使 用 硫 酸。(5)制 药 工 业。磺 胺 药 物 的 制 备 过 程 中 的 磺 化 反 应，强 力 杀 菌 剂

15、 吠 喃 西 林 的 制 备 过 程 中 的 硝 化 反 应，都 需 用 硫 酸。此 外，许 多 抗 生 素 的 制 备，常 用 药 物 如 阿 斯 匹 林、咖 啡 因、维 生 素 B2、B 1 2及 维 生 素 C、某 些 激 素、异 烟 阴、红 汞、糖 精 等 的 制 备，无 不 需 用 硫 酸。4、巩 固 国 防 某 些 国 家 硫 酸 工 业 的 发 展，曾 经 是 和 军 用 炸 药 的 生 产 紧 密 连 结 在 一 起 的。无 论 军 用 炸 药(发 射 药、爆 炸 药)或 工 业 炸 药，大 都 是 以 硝 基 化 物 或 硝 酸 酯 为 其 主 要 成 分。主 要 的 有 硝

16、 化 棉、三 硝 基 甲 苯(TNT)、硝 化 甘 油、苦 味 酸 等。虽 然 这 些 化 合 物 的 制 备 是 依 靠 硝 酸，但 同 时 必 须 使 用 浓 硫 酸 或 发 烟 硫 酸。5、原 子 能 工 业 及 火 箭 技 术 原 子 反 应 堆 用 的 核 燃 料 的 生 产，反 应 堆 用 的 钛、铝 等 合 金 材 料 的 制 备，以 及 用 于 制 造 火 箭、超 声 速 喷 气 飞 机 和 人 造 卫 星 的 材 料 的 钛 合 金，都 和 硫 酸 有 直 接 或 间 接 的 关 系。从 硼 砂 制 备 硼 烷 的 过 程 需 要 多 量 硫 酸。硼 烷 的 衍 生 物 是

17、最 重 要 的 一 种 高 能 燃 料。硼 烷 又 用 做 制 备 硼 氢 化 铀用 来 分 离 铀 235的 一 种 原 料。二、氨 气 1、氮 肥 工 业 原 料-与 酸 反 应 生 成 镂 盐 2、硝 酸 工 业 原 料-能 被 催 化 氧 化 成 为 N O3,用 作 制 冷 剂-易 液 化，汽 化 时 吸 收 大 量 的 热 三、纯 碱 烧 碱（学 名 氢 氧 化 钠）是 可 溶 性 的 强 碱。纯 碱（学 名 碳 酸 钠）实 际 上 是 个 盐，由 于 它 在 水 中 发 生 水 解 作 用 而 使 溶 液 呈 碱 性，再 由 于 它 和 烧 碱 有 某 些 相 似 的 性 质，所

18、 以 它 与 烧 碱 并 列,在 工 业 上 叫 做“两 碱”。烧 碱 和 纯 碱 都 易 溶 于 水，呈 强 碱 性，都 能 提 供 Na+离 子。这 些 性 质 使 它 们 被 广 泛 地 用 于 制 肥 皂、纺 织、印 染、漂 白、造 纸、精 制 石 油、冶 金 及 其 他 化 学 工 业 等 各 部 门 中。1、普 通 肥 皂。高 级 脂 肪 酸 的 钠 盐，一 般 用 油 脂 在 略 为 过 量 的 烧 碱 作 用 下 进 行 皂 化 而 制 得 的。Ri C0CH2 RiCOONa CH2-OH%。R2C0CH+3NaOH=R2 C00Na+CH-OHR3CZ|I0 CH2 R3

19、COONa CH 2OH油 脂 高 级 脂 肪 酸 钠（钠 皂）甘 油 如 果 直 接 用 脂 肪 酸 作 原 料，也 可 以 用 纯 碱 来 代 替 烧 碱 制 肥 皂。2。7H35C00H+Na2co3=2ChH35co0Na+CC）2 t+H20硬 脂 酸 硬 胎 酸 钠（钠 皂）2、印 染、纺 织 工 业。要 用 大 量 碱 液 去 除 棉 纱、羊 毛 等 上 面 的 油 脂。生 产 人 造 纤 维 也 需 要 烧 碱 或 纯 碱。例 如，制 粘 胶 纤 维 首 先 要 用 18 20%烧 碱 溶 液（或 纯 碱 溶 液）去 浸 渍 纤 维 素，使 它 成 为 碱 纤 维 素,然 后

20、将 碱 纤 维 素 干 燥、粉 碎，再 加 二 硫 化 碳。SaNaC sH 904 n最 后 用 稀 碱 液 把 磺 酸 盐 溶 解，便 得 到 粘 胶 液。再 经 过 滤、抽 真 空（去 气 泡），就 可 用 以 抽 丝 了。3、精 制 石 油。为 了 除 去 石 油 储 分 中 的 胶 质，一 般 在 石 油 储 分 中 加 浓 硫 酸 以 使 胶 质 成 为 酸 渣 而 析 出。经 过 酸 洗 后，石 油 里 还 含 有 酚、环 烷 酸 等 酸 性 杂 质 以 及 多 余 的 硫 酸，必 须 用 烧 碱 溶 液 洗 涤，再 经 水 洗，才 能 得 到 精 制 的 石 油 产 品。4、造

21、 纸 工 业。首 先 要 用 化 学 方 法 处 理，将 含 有 纤 维 素 的 原 料（如 木 材）与 化 学 药 剂 蒸 煮 制 成 纸 浆。所 谓 碱 法 制 浆 就 是 用 烧 碱 或 纯 碱 溶 液 作 为 蒸 煮 液 来 除 去 原 料 中 的 木 质 素、碳 水 化 合 物 和 树 脂等，并 中 和 其 中 的 有 机 酸，这 样 就 把 纤 维 素 分 离 出 来。5、冶 金 工 业。往 往 要 把 矿 石 中 的 有 效 成 分 转 变 成 可 溶 性 的 钠 盐，以 便 除 去 其 中 不 溶 性 的 杂 质，因 此，常 需 要 加 入 纯 碱（它 又 是 助 熔 剂），有

22、 时 也 用 烧 碱。例 如，在 铝 的 冶 炼 过 程 中，所 用 的 冰 晶 石 的 制 备 和 铝 土 矿 的 处 理，都 要 用 到 纯 碱 和 烧 碱。又 如 冶 炼 鸨 时，也 是 首 先 将 精 矿 和 纯 碱 焙 烧 成 可 溶 的 鸨 酸 钠 后，再 经 酸 析、脱 水、还 原 等 过 程 而 制 得 粉 末 状 鸽 的。6、化 学 工 业。制 金 属 钠、电 解 水 都 要 用 烧 碱。许 多 无 机 盐 的 生 产，特 别 是 制 备 一 些 钠 盐（如 硼 砂、硅 酸 钠、磷 酸 钠、重 铝 酸 钠、亚 硫 酸 钠 等 等）都 要 用 到 烧 碱 或 纯 碱。合 成 染

23、 料、药 物 以 及 有 机 中 间 体 等 也 要 用 到 烧 碱 或 纯 碱。此 外，纯 碱 还 用 于 食 品 工 业 和 日 常 生 活 中。知 识 归 纳:方 法 原 理 天 然 水 的 净 化 混 凝 法 混 凝 剂：明 矶、绿 矶、硫 酸 铝、聚 合 铝、硫 酸 亚 铁、硫 酸 铁 等 Al3+3H2O 3 H+AKOHh_絮 状 胶 体（吸 附 悬 浮 物）；带 正 电（使 胶 体 杂 质 聚 沉）。生 活 用 水 净 化 过 程：混 凝 沉 淀 一 过 滤 一 杀 菌 化 学 软 化 法 硬 水：含 有 较 多 的 Ca2+,Mg2+的 水，较 少 或 不 含 的 为 软 水

24、。不 利 于 洗 涤，易 形 成 锅 垢，降 低 导 热 性，局 部 过 热、爆 炸。暂 时 硬 度：Ca（HCO3）2或 Mg（HCO3）2引 起 的 硬 度。1、加 热 法 永 久 硬 度：钙 和 镁 的 硫 酸 盐 或 氯 化 物 引 起 的 硬 度。2、药 剂 法：纯 碱、生 石 灰、磷 酸 盐 3、离 子 交 换 法：离 子 交 换 树 脂，不 溶 于 水 但 能 与 同 电 性 离 子 交 换 2NaR+Ca?+=CaR2+2Na+再 生：CaR2+2Na+=2NaR+Ca2+污 水 处 理 物 理 法 一 级 处 理：格 栅 间、沉 淀 池 等 出 去 不 溶 解 的 污 染 物

25、。预 处 理。（微）生 物 法 二 级 处 理：除 去 水 中 的 可 降 解 有 机 物 和 部 分 胶 体 污 染 物。化 学 法 三 级 处 理：中 和 法 一 酸 性 废 水（熟 石 灰），碱 性 废 水（硫 酸、C02）沉 淀 法 一 含 重 金 属 离 子 的 工 业 废 水（沉 淀 剂，如 S3）氧 化 还 原 法。（实 验：电 浮 选 凝 聚 法）方 法 原 理盐 的 利 用 海 水 制 盐 蒸 发 法（盐 田 法）太 阳 照 射，海 水 中 的 水 分 蒸 发，盐 析 出。盐 田 条 件：地 点（海 滩、远 离 江 河 入 海 口）、气 候。盐 田 划 分：贮 水 池、蒸 发

26、 池、结 晶 池。苦 卤：分 离 出 食 盐 的 母 液。食 盐 利 用 电 解（氯 碱 工 业）市 f e y2N aC l+2H2O 2NaOH+H2 f+C12 t阳 极：2C r-2e-=C h t 阴 极：2H+2e-=H2 t海 水 提 浪 吹 出 法 1、氯 化：Cl2+2B r=2C 14-B r22、吹 出：空 气（或 水 蒸 气）吹 出 Br23、吸 收：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4再 用 氯 气 氧 化 氢 澳 酸。海 水 提 镁 具 体 过 程 海 水-Mg（OH）2-MgCh-Mg碱（贝 壳）/过 滤 盐 酸 干 燥/电 解 海 水 提 取 重 水

27、蒸 储 法、电 解 法、化 学 交 换 法、吸 附 法 了 解 化 学 交 换 法 化 工 目 的 石 油 分 镭（常 压、减 压）（物 理）把 石 油 分 成 不 同 沸 点 范 围 的 蒸 镭 产 物，得 到 汽 油（C 5-U）、煤 油（C|2 6）、柴 油（C 1 5-I8）等 轻 质 油，但 产 量 较 低。裂 化（化 学）获 得 更 多 轻 质 油，特 别 是 汽 油。断 链。列 解（化 学）获 得 重 要 有 机 化 工 原 料：乙 烯、丙 稀、丁 烯 等。煤 关 注 问 题 提 高 燃 烧 热 效 率，解 决 燃 烧 时 的 污 染，分 离 提 取 化 学 原 料。干 储 隔

28、绝 空 气 加 热。得 焦 炉 气（H 2、C H 4、乙 烯、C O 等，燃 料）、煤 焦 油（苯 等 芳 香 族 化 合 物，进 一 步 提 取）、焦 炭（金 属 冶 炼）等。气 化 利 用 空 气 或 氧 气 将 煤 中 的 有 机 物 转 化 为 可 燃 性 气 体。C+水 液 化 把 煤 转 化 为 液 体 燃 料 的 过 程。直 接 液 化：与 溶 剂 混 合，高 温、高 压、催 化 剂 与 氢 气 作 用，得 到 汽 油、柴 油、芳 香 烧 等。煤 制 油（内 蒙 古）。间 接 液 化：先 转 变 为 C O 和 氢 气，再 催 化 合 成 为 烧 类、醇 类 燃 料。一 碳 化

29、 学 以 分 子 中 只 含 一 个 碳 原 子 的 化 合 物（甲 烷、甲 醇 等）为 原 料 合 成 一 系 列 化 工 原 料 和 燃 料 的 化 学。CO：煤 CH4：天 然 气。1 有 机 高 分 子 絮 凝 剂 有 机 高 分 子 絮 凝 剂 有 天 然 高 分 子 和 合 成 高 分 子 两 大 类.常 见 的 有 聚 二 乙 基 二 甲 基 氯 化 氨，聚 胺，天 然 聚 合 物（改 性 淀 粉，腐 值 酸 等），聚 丙 烯 酸 钠，阳 离 子 型，非 离 子 型 和 阴 离 子 型 聚 丙 烯 酰 胺.有 机 高 分 子 絮 凝 剂 在 水 处 理 中 投 加 量 少，絮 凝

30、 速 度 快，受 共 存 盐 类，介 质 及 环 境 温 度 影 响 小，生 成 污 泥 量 也 少；而 且 有 机 高 分 子 絮 凝 剂 大 分 子 中 可 带 一 c o o,-N H-,-S O 3-,-0 H-等 亲 水 集 团，具 有 链 状，环 状 等 多 种 结 构，利 于 污 染 物 进 入 絮 体,脱 色 性 好.由 于 大 多 数 有 机 高 分 子 絮 凝 剂 本 身 或 其 水 解，降 解 产 物 有 毒，而 且 合 成 价 格 较 高，故 开 发 和 利 用 受 到 一 定 限 制，单 独 应 用 实 例 还 较 少.2 无 机 絮 凝 剂 无 机 絮 凝 剂 按

31、金 属 盐 可 分 为 铝 盐 系 及 铁 盐 系 两 类:按 阴 离 子 成 分 又 可 分 为 盐 酸 系 和 硫 酸 系；按 分 子 量 可 分 为 低 分 子 系 和 高 分 子 系 两 大 类.2.1 无 机 低 分 子 絮 凝 剂 低 分 子 絮 凝 剂 包 括 硫 酸 铝，氯 化 铝，硫 酸 铁，氯 化 铁 等，其 中 硫 酸 铝 最 早 是 由 美 国 开 发 的，迄 今 为 止 一 直 是 重 要 的 无 机 絮 凝 剂 之 一.但 用 于 水 处 理 时，低 分 子 絮 凝 剂 存 在 着 成 本 高,腐 蚀 性 大，在 某 些 场 合 净 水 效 果 还 不 理 想 等

32、缺 点.2.2 无 机 高 分 子 絮 凝 剂 无 机 高 分 子 絮 凝 剂 是 6 0 年 代 后 在 传 统 的 铝 盐，铁 盐 的 基 础 上 发 展 起 来 的 一 类 新 型 的 水 处 理 剂，和 传 统 药 剂 相 比，它 能 成 倍 地 提 高 效 能，且 价 格 相 应 较 低，因 而 有 逐 步 成 为 主 流 药 剂 的 趋 势.目 前，在 日 本，俄 罗 斯，西 欧 以 及 我 国，无 机 高 分 子 絮 凝 剂 都 已 有 相 当 规 模 的 生 产 和 应 用，聚 合 类 药 剂 的 生 产 占 絮 凝 剂 总 产 量 的 30%60%叫 2.2.1 简 单 的

33、无 机 聚 合 物 絮 凝 剂 这 类 无 机 聚 合 物 絮 凝 剂 主 要 是 铝 盐 和 铁 盐 的 聚 合 物，如 聚 合 氯 化 铝，聚 合 硫 酸 铝（二 者 简 称 聚 铝），聚 合 氯 化 铁，聚 合 硫 酸 铁（二 者 简 称 聚 铁）.这 些 絮 凝 剂 中 存 在 多 羟 基 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，相 对 分 子 质 量 高 达 IxlO5.无 机 聚 合 物 絮 凝 剂 之 所 以 比 其 他 无 机 絮 凝 剂 能 力 高，絮 凝 效 果 好，其 根 本 原 因

34、 就 在 于 它 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 和 交 联 作 用，从 而 促 使 胶 体 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，电 位，使 胶 体 粒 子 由 原 来 的 相 斥 变 成 相 吸，破 坏 了 胶 团 的 稳 定 性，促 使 胶 体 微 粒 相 互 碰 撞，从 而 形 成 絮 状 混 凝 沉 淀，而 且 沉 淀 的 表 面 积 可 达（2 0 0-1 000）m2/g,极 具 吸 附 能 力.也 就

35、是 说，聚 合 物 既 有 吸 附 脱 稳 作 用，又 可 发 挥 黏 附，桥 联 以 及 卷 扫 絮 凝 作 用.2.2.2 改 性 的 单 阳 离 子 无 机 聚 合 絮 凝 剂 除 常 用 的 聚 铝，聚 铁 外，还 有 聚 活 性 硅 胶 及 其 改 性 品，如 聚 硅 铝（铁），聚 磷 铝（铁）.改 性 的 目 的 是 引 入 某 些 高 电 荷 离 子 以 提 高 电 荷 的 中 和 能 力，引 入 羟 基，磷 酸 根 等 以 增 加 配 位 络 合 能 力，从 而 改 变 絮 凝 效 果，其 可 能 的 原 因 是 阳：某 些 阴 离 子 或 阳 离 子 可 以 改 变 聚 合

36、物 的 形 态 结 构 及 分 布，或 者 是 两 种 以 上 聚 合 物 之 间 具 有 协 同 增 效 作 用.2.2.3 多 阳 离 子 无 机 聚 合 絮 凝 剂 近 年 来，人 们 开 始 关 注 聚 铝 铁 复 合 絮 凝 剂，它 是 含 有 多 核 聚 铁 及 聚 铝 与 氯 根 和 硫 酸 根 配 位 的 复 合 型 无 机 高 分 子 絮 凝 剂，因 而 兼 有 聚 铝 和 聚 铁 的 优 良 性 能.聚 合 硫 酸 氯 化 铁 铝 Wl(PAFCS)就 是 其 中 之 一，其 有 效 铁 铝 含 量(AbO3+Fe2O3)大 于 2 2%,碱 化 度 为 65%8 5%,产

37、 品 吸 湿 性 小.研 究 表 明：在 聚 合 氯 化 铝 P A C的 有 效 铝 含 量 大 于 PA FC S有 效 铝 铁 含 量 的 情 况 下，PA FC S在 饮 用 水 及 污 水 处 理 中，有 着 比 明 矶 更 好 的 效 果；在 含 油 废 水 及 印 染 废 水 中 PA FC S比 P A C的 效 果 均 优，且 脱 色 能 力 也 优；絮 凝 物 比 重 大，絮 凝 速 度 快，易 过 滤，出 水 率 高；其 原 料 均 来 源 于 工 业 废 渣，成 本 较 低，适 合 工 业 水 处 理.铝 铁 共 聚 复 合 絮 凝 剂 也 属 这 类 产 品，它 的

38、生 产 原 料 氯 化 铝 和 氯 化 铁 均 是 廉 价 的 传 统 无 机 絮 凝 剂，来 源 广，生 产 工 艺 简 单，有 利 于 开 发 应 用.铝 盐 和 铁 盐 的 共 聚 物 不 同 于 两 种 盐 的 混 合 物，它 是 一 种 更 有 效 地 综 合 了 P A C和 F e C h的 优 点，增 强 了 去 浊 效 果 的 絮 凝 剂.3 无 机-有 机 高 分 子 复 合 絮 凝 剂 虽 然 无 机 高 分 子 絮 凝 剂 对 各 种 复 杂 成 分 的 水 处 理 适 用 性 强,但 生 成 的 絮 体 却 不 及 有 机 高 分 子 絮 凝 剂 生 成 的 絮 体

39、大，且 投 加 量 大.有 机 高 分 子 絮 凝 剂 正 好 可 以 弥 补 这 一 缺 点，因 此 若 把 二 者 结 合 起 来，形 成 无 机-有 机 高 分 子 复 合 絮 凝 剂，两 种 絮 凝 剂 复 合 使 用，则 效 果 更 明 显.4 微 生 物 絮 凝 剂 国 外 微 生 物 絮 凝 剂 的 商 业 化 生 产 始 于 9 0 年 代，因 不 存 在 二 次 污 染，使 用 方 便，应 用 前 景 诱 人.如 红 平 红 球 菌 及 由 此 制 成 的 N O C-1是 目 前 发 现 的 最 佳 微 生 物 絮 凝 剂，具 有 很 强 的 絮 凝 活 性，广 泛 用 于

40、 畜 产 废 水，膨 化 污 泥，有 色 废 水 的 处 理.我 国 微 生 物 絮 凝 剂 的 制 品 尚 未 见 报 导.5 结 论 近 1 0年 来，随 着 人 们 对 水 处 理 认 识 的 不 断 提 高，残 留 铝 对 生 物 体 产 生 的 毒 害 作 用 倍 受 人 们 的 关 注，如 何 减 少 二 次 污 染 的 问 题 已 经 越 来 越 引 起 重 视.国 内 现 有 生 产 方 法 制 得 的 饮 用 水 中 铝 含 量 比 原 水 一 般 高 1 2 倍.饮 用 水 中 残 留 铝 等 含 量 高，原 因 可 能 是 絮 凝 过 程 不 完 善，导 致 部 分 铝

41、以 氢 氧 化 铝 的 微 细 颗 粒 存 在 于 水 中.采 用 强 化 絮 凝 净 化 法【，改 善 絮 凝 反 应 条 件，延 长 慢 速 絮 凝 时 间 等 可 有 效 地 降 低 铝 等 含 量.纵 观 絮 凝 剂 的 现 状 可 以 看 出：絮 凝 剂 的 品 种 繁 多，从 低 分 子 到 高 分 子，从 单 一 型 到 复 合 型，总 的 趋 势 是 向 廉 价 实 用，无 毒 高 效 的 方 向 发 展，其 中 更 有 前 途 的 可 能 是 P A S S,该 产 品 的 研 制 在 国 内 还 未 见 报 导，应 该 是 絮 凝 剂 进 一 步 开 发 研 究 的 方 向

42、.海 水 资 源 1、无 穷 的 盐 资 源 人 类 生 存 营 养 中 不 可 缺 少 盐。人 类 以 盐 作 调 料 的 历 史 不 可 考，中 国 人“煮 海 为 盐”的 历 史 则 可 以 追 溯 到 4000余 年 前 的 夏 代。进 入 封 建 社 会，盐、铁 成 为 国 家 两 项 重 大 的 官 营 商 品。盐、铁 官 卖，一 方 面 可 以 保 证 供 应，另 一 方 面，可 以 作 为 国 家 财 政 的 重 要 来 源 和 调 节 阀 门.早 期 海 盐，是 支 起 大 锅 用 柴 火 煮 熬 出 来 的。汉、魏 以 前 的 历 史 书 上 多 有“煮 海 为 盐”的 记

43、 载。开 辟 盐 田，利 用 太 阳 和 风 力 的 蒸 发 作 用，晒 海 水 制 盐 的 工 艺，比 起 煮 海 为 盐，是 很 大 的 进 步。我 国 是 海 水 晒 盐 产 量 最 多 的 国 家，也 是 盐 田 面 积 最 大 的 国 家。我 国 有 盐 田 37.6万 公 顷。年 产 海 盐 1500万 吨 左 右，约 占 全 国 原 盐 产 量 的 70%。我 国 著 名 的 盐 场，从 北 往 南，有 辽 宁 的 复 州 湾 盐 场，河 北、天 津 的 长 芦 盐 场，山 东 莱 州 湾 盐 场，江 苏 淮 盐 盐 场 以 及 浙 江、福 建、广 东、广 西、海 南 的 南 方

44、 盐 场。每 年 生 产 的 海 盐，供 应 全 国 一 半 人 口 的 食 用 盐 和 80%的 工 业 用 盐。还 有 100万 吨 原 盐 出 口。我 国 海 盐 业 对 国 家 的 贡 献 是 很 大 的。海 水 制 盐 并 不 是 原 盐 生 产 的 唯 一 来 源。事 实 上，世 界 原 盐 产 量 中，海 盐 只 占 20%多 一 点，80%左 右 是 用 工 业 化 方 法 生 产 的 矿 盐。海 水 晒 盐，节 约 燃 料。但 是，海 水 晒 盐 受 天 气 限 制，占 用 大 量 平 坦 土 地，劳 动 条 件 十 分艰 苦，生 产 效 率 低。在 工 业 化 的 现 代，

45、原 为 先 进 的 工 艺，变 成 了 落 后 的 工 艺。目 前 世 界 上，只 有 中 国、印 度 和 少 数 气 候 条 件 特 别 适 宜 的 国 家 大 规 模 海 水 晒 盐。在 澳 大 利 亚 和 墨 西 哥 一 些 非 常 干 旱 的 海 岸 地 区，使 用 自 动 化 机 械 进 行 海 水 晒 盐，生 产 效 率 极 高，一 个 盐 场 工 人 年 产 原 盐 7000吨。这 样 既 节 约 能 源 又 有 高 效 率 的 海 水 晒 盐 工 艺 是 很 先 进 的 工 艺。我 国 的 许 多 盐 场，也 逐 步 实 现 了 机 械 化 生 产，效 率 大 为 提 高。机

46、械 化、自 动 化 生 产，为 我 国 海 水 晒 盐 业 开 辟 了 广 阔 前 景。2、淡 水 资 源 根 据 当 代 科 学 技 术 的 调 查 研 究 结 果 获 悉，我 们 人 类 生 存 的 这 颗 星 球 的 水 资 源 总 量 达 约 13.8 6亿 立 方 千 米 之 巨，但 其 中 淡 水 仅 占 水 资 源 总 量 的 2.5%。即 约 0.3 5亿 立 方 千 米。而 全 球 淡 水 资 源 总 量 中 69.5%即 约 0.2 4亿 立 方 千 米 是 以 人 类 难 以 利 用，诸 如 冰 川、永 久 积 雪、用 东 地 层 中 的 冰 等 固 态 形 式 存 在

47、的 约 0.1 1亿 立 方 千 米 的 淡 水 资 源 中 又 有 约 30%式 地 下 水，人 类 能 够 利 用 的 也 仅 是 其 中 极 少 的 一 部 分。难 怪 有 识 之 士 惊 呼：人 类 面 临 的 下 一 个 生 态 位 即 将 是 淡 水 资 源 短 缺！索 性 这 是 我 们 这 颗 星 球 存 在 无 比 巨 大 深 邃 的 海 洋，其 储 存 的 海 水 多 达 13.3 8亿 立 方 千 米，约 占 地 球 水 资 源 总 量 的 96.5%,因 此，依 靠 现 代 科 学 技 术 手 段，充 分 开 发 海 水 自 愿，是 人 类 克 服 全 球 淡 水 资

48、源 短 缺 危 机 的 必 由 之 路 和 希 望 所 在。3、化 学 元 素 的 故 乡 海 水 中 溶 解 了 大 量 的 气 体 物 质 和 各 种 盐 类。人 类 在 陆 地 上 发 现 的 100多 种 元 素，在 海 水 中 可 以 找 到 8 0多 种。人 们 早 就 想 到 应 该 从 这 个 巨 大 的 宝 库 中 去 获 取 不 同 的 元 素。传 说 炎 帝 时 就 有 凤 沙 氏 教 民 煮 海 水 为 盐 的 故 事。当 今 世 界 上，生 产 海 盐 的 国 家 已 达 8 0多 个，制 盐 工 业 的 新 工 艺、新 技 术 也 如 雨 后 春 笋 般 地 迅 速

49、 发 展，从 最 古 老 的 日 晒 法 到 先 进 的 塑 苫 技 术，海 盐 大 大 满 足 了 人 类 与 日 俱 增 的 耗 盐 量 需 求。人 们 利 用 海 盐 为 原 料 生 产 出 上 万 种 不 同 用 途 的 产 品，例 如 烧 碱(NaOH)、氯 气、氢 气 和 金 属 钠 等，凡 是 用 到 氯 和 钠 的 产 品 几 乎 都 离 不 开 海 盐。难 以 提 取 的 钾 是 植 物 生 长 发 育 所 必 须 的 一 种 重 要 元 素，它 也 是 海 洋 宝 库 馈 赠 给 人 类 的 又 一 种 宝 物。海 水 中 蕴 臧 着 极 其 丰 富 的 钾 盐 资 源，据

50、 计 算 总 储 量 达 5X 10”吨，但 是 由 于 钾 的 溶 解 性 低，在 1升 海 水 中 仅 能 提 取 380毫 克 钾。而 且，钾 与 钠 离 子、镁 离 子 和 钙 离 子 共 存，分 离 较 困 难，致 使 钾 的 工 业 开 采 步 履 维 艰。目 前，已 有 采 用 硫 酸 盐 复 盐 法、高 氯 酸 盐 汽 洗 法、氨 基 三 磺 酸 钠 法 和 氟 硅 酸 盐 法 等 从 制 盐 卤 水 中 提 取 钾；采 用 二 苦 胺 法、磷 酸 盐 法、沸 石 法 和 新 型 钾 离 子 富 集 剂 从 海 水 中 提 取 钾。浪 是 一 种 贵 重 的 药 品 原 料，可