聚氯化鋁(Poly aluminum Chloride) 代號PAC。通常也稱作凈水劑或混凝劑,它是介于ALCL3和AL(OH)3之間的一種水溶性無機高分子聚合物,化學通式為[AL2(OH)nCl6-nLm]其中m代表聚合程度,n表示PAC產(chǎn)品的中性程度。
顏色呈黃色或淡黃色、深褐色、深灰色樹脂狀固體。該產(chǎn)品有較強的架橋吸附性能,在水解過程中,伴隨發(fā)生凝聚,吸附和沉淀等物理化學過程。聚合氯化鋁與傳統(tǒng)無機混凝劑的根本區(qū)別在于傳統(tǒng)無機混凝劑為低分子結(jié)晶鹽,而聚合氯化鋁的結(jié)構(gòu)由形態(tài)多變的多元羧基絡(luò)合物組成,絮凝沉淀速度快,適用PH值范圍寬,對管道設(shè)備無腐蝕性,凈水效果明顯,能有效支除水中色質(zhì)SS、COD、BOD及砷、汞等重金屬離子,該產(chǎn)品廣泛用于飲用水、工業(yè)用水和污水處理領(lǐng)域。
聚合氯化鋁的合成方法有很多種,按照原材料的不同,可分為金屬鋁法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁法、氯化鋁法、堿溶法等。
① 金屬鋁法。采用金屬鋁法合成聚合氯化鋁的原料主要為鋁加工的下腳料,如鋁屑、鋁灰和鋁渣等。由鋁灰按一定配比在攪拌下緩慢加入鹽酸進行反應(yīng),經(jīng)熟化聚合、沉降制得液體聚合氯化鋁,再經(jīng)稀釋過濾,濃縮,干燥制得。在工藝上可分為酸法、堿法、中和法3種。酸法主要是用HCl,產(chǎn)品質(zhì)量不易控制;堿法生產(chǎn)工藝難度較高,設(shè)備投資較大且用堿量大,pH值控制費原料,成本較高;用的最多的是中和法,只要控制好配比,一般都能達到國家標準。
② 氫氧化鋁法。氫氧化鋁粉純度比較高,合成的聚合氯化鋁重金屬等有毒物質(zhì)含量低,一般采用加熱加壓酸溶的生產(chǎn)工藝。這種工藝比較簡單,但生產(chǎn)的聚合氯化鋁的鹽基度較低,因此一般采用氫氧化鋁加溫加壓酸溶再加上鋁酸鈣礦粉中和兩道工序。
③ 三氧化鋁法。含三氧化二鋁的原料主要有三水鋁石、鋁釩土、高嶺土、煤矸石等。該生產(chǎn)工藝可分為兩步:第一步是得到結(jié)晶氯化鋁,第二步是通過熱解法或中和法得到聚
合氯化鋁。
④ 氯化鋁法。采用氯化鋁粉為原料,加工聚合氯化鋁。這種方法應(yīng)用最為普遍??捎媒Y(jié)晶氯化鋁于170℃進行沸騰熱解,加水熟化聚合,再經(jīng)固化、干燥制得。
⑤ 堿溶法。先將鋁灰與氫氧化鈉反應(yīng)得到鋁酸鈉溶液,再用鹽酸調(diào)pH值,制得聚合氯化鋁溶液。這種方法制得的產(chǎn)品顏色外觀較好,不溶物較少,但氯化鈉含量高,原材料消耗高,溶液氧化鋁含量低,工業(yè)化生產(chǎn)成本較大。