净水处理剂-聚合氯化铝（一）

目前，国内工业用水、城市给水、污水处理需求絮凝剂达100万吨/年，这给聚合氯化铝的生产开发拓展了广阔的市场发展空间，加之国内生产聚合氯化铝的原料来源广泛，因此，采用先进的绿色生态环碰术开发聚合氯化铝前景光明。

1理化性能

聚合氯化铝（PolyaluminumChloride,简称PAC)又称碱式氯化铝、羟基氯化铝，简称聚合铝，是介于A1C3和Al(OH)3之间的水解产物，有液体、固体两种。液体PAC是淡黄色或无色透明液，但实际色泽因含杂质及盐基度大小不同而异，有黄褐色、灰黑色、灰白色多种。固体PAC色泽与液体产品类似，其形状也随盐基度而变，盐基度在30%以下时为晶体；在60%以上时逐渐变为玻璃体或树脂状。固体PAC盐基度在70%以上时不易潮解。PAC味酸涩，易溶于水并发生水解，同时伴随着发生电化学、凝聚、吸附和沉淀等物理化学过程。聚合氯化铝加热到110°C以上时会发生分解放出氯化氢，并分解为氧化铝。PAC与酸作用发生解聚反应，使聚合度和碱度降低，最后变成为正铝盐；可生成氢氧化铝沉淀或铝酸盐；与硫酸铝或其他多价酸混合时易生成沉淀，一般会降低或完全失去混凝性能。

液体PAC产品可用清洁、耐酸碱的专用储罐（槽车）或聚乙烯塑料桶包装、运输。固体产品配用内衬聚乙烯塑料袋的塑料包装袋包装。PAC应储存在阴凉、通风、干燥、清洁的库房中。运输过程中，要防雨淋和烈日曝晒，应防止潮解。装卸时要轻放，防止包装破损。液体产品储存期半年，固体产品储存期1年。失火时，可用沙土、二氧化碳灭火器扑救。PAC具有腐蚀性，如不憤溅到皮肤上要立即用水冲洗干净。

2工艺技术

2.1主要原料

生产聚合氯化铝的原料主要有两大类：一类是含铝矿物，包括铝土矿（三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石）、黏土、高岭土、明矾石等；另一类是其他含铝原料，包括金属铝、废铝屑、灰铝、氢氧化铝、三氯化铝、煤矸石、粉煤灰等。

我国生产聚合氯化铝所采用原料主要是因地制宜地开发利用自身的矿物资源。20世纪90年代初，生产所用原料已逐步转向采用氢氧化铝。此外，也有部分使用氯化铝和金属铝等为原料。

2.2操作过程

目前制造PAC的方法主要有：酸溶一步法、酸浸中和两步法、凝胶法，热分解法等。

按生产工艺可分为酸法、碱法、中和法、热解法、加压反应法、混凝胶法、电渗析法、电解法等。固体PAC是将液体PAC用喷雾干燥或滚筒干燥得到的。喷雾干燥是理想的干燥方式，适合大规模生产，而生产规模较小的生产企业采用滚筒干燥也可。

目前我国生产PAC的方法主要有金属铝（包括铝灰、铝渣）法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝（包括铝矾土、煤矸石等）法、结晶氯化铝法。

2.2.1金属铝法

所用原料主要是铝加工的下脚料——招屑、铝灰和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。

22.1.1铝灰中和法

将盐酸和烧碱分别和铝灰反应制备出三氯化培和铝酸钠，然后再合成碱式氯化铝。

此工艺是利用铝的两性，即在碱性范围内铝以负的盐离子存在，在酸性范围内以正铝离子形态存在，同时，铝盐和铝盐酸在水溶液中都能发生水解，生成氢氧化铝沉淀。若将三氯化铝和盐酸钠按一定比例配入合成，即可得到符合质量要求的碱式氯化铝。

2.2.1.2铝灰酸溶法

将铝灰和盐酸按一定比例配入生产液体碱式氯化铝。

此工艺是铝灰在盐酸作用下单核金属络合物直接不断溶出，pH值逐步提高，OH-浓度上升，配位水发生水解。当pH值继续升高到4.0以后，两个羟基之间发生缩聚反应，生成聚合多核络合物，即碱式氯化铝。

此工艺简单、设备投资少、上马快，并且设备简单、维修费少、操作简便、生产成本低、回收投资快。

以含铝废料或以金属铝为原料生产PAC,大多采用的是酸法生产。

碱法生产工艺则难度较高，设备投资较大，由于用碱量大，还要用大量盐酸中和至pH值为4~5,成本较高，其应用受到一定限制。

中和法的特点是综合了酸法和碱法两者的优点。中和法的关键在于合成PAC时，铝酸钠和三氯化铝溶液之间的配比必须严格控制，使盐基度达到标准要求。盐基度是决定产品质量的一个重要指标。在合成时必须进行剧烈的揽拌。

2.2.2三氧化二铝法

主要原料为三水铝石、铝矾土、高岭土、煤矸石等。此工艺的第一步骤是得到结晶氯化铝，第二步骤是通过热解法或中和法来得到PAC产品。

利用高岭土生产聚合氯化铝的工艺是经精矿焙烧活化、酸浸，酸浸液调整盐基度生成聚合氯化铝溶液。

制备过程是将水洗高岭土于750°C下脱水、冷却加水制成矿浆，泵入反应釜；根据高岭土中铝的量加入理论值110%的浓盐酸，在0.33~0.02MPa压力下反应30min卸压，加水稀释，将矿浆放入澄清池，澄清后放出清液或过滤于清液池，清液池中的清液即为氯化铝液体产品；准确测定固体或液体氯化铝中的铝含量，然后根据（OH/Al)的摩尔比，一次性地加入预计量的碱，调整至所需碱化度。加热至近沸并充分揽拌，熟化24h以上，过滤晒干或烘干即为聚合氯化铝产品。

目前制取聚合氯化铝的条件较严格，掌握不好会导致制取失败，但只要选择好合适的摩尔比，调整好碱化度就能得到合格的满意产品。

随着人们环保意识的增强，必定要求绿色产品，粉状聚合氯化铝，在成品储存期内，由于使用时只需加水溶解便可和聚合氯化铝一样使用，不易造成环境污染，已获得广泛的应用。粉状聚合氯化铝体积小，便于运输，大大降低包装成本和运费。