聚氯化铝的制备方法及发展前景的可行性研究报告

第一节 聚氯化铝的定义

俗称净水剂，又名聚氯化铝 ，简称聚铝，英文名字PAC。和碱式聚合氯化铝，喷雾干燥聚合氯化铝同属于相关类净水药剂。（可行性研究报告）

第二节 聚氯化铝的发展历程

我国虽然是地大物博自然资源丰富但是水资源比较贫乏, 随着工业的快速发展, 现有的水资源难于满足工业用水的需求, 但是又有大量工业废水需要排出, 若不处理会对环境造成很大的污染。聚氯化铝的使用, 既可在很大程度上解决水污染问题, 还能使处理过的水进行二次利用, 提高水的利用率, 缓解由于水资源不足给工业发展带来的困难。

聚氯化铝属于无机高分子絮凝剂，是20世纪60年代以来在传统的铝盐、铁盐絮凝剂基础上发展起来的一类新型水处理药剂。它比原有传统的絮凝剂可成倍提高混凝效能, 价格又相应较低。在我国絮凝剂市场上, 无机高分子絮凝剂已占一定的比例。具有代表性的就是聚合氯化铝,它们的配方和制备工艺虽然多种多样,但其结果都是应用含有杂质的原料, 用物理、化学的方法向原料中添加适当比例的成分, 从而改进自身的性能。

在聚氯化铝的生产工艺中, 添加稳定剂以提高聚氯化铝的稳定性, 同时增加絮凝能力, 也有通过采用锻烧法、原电池法新工艺制成高质量的聚氯化铝产品。在对聚氯化铝改性产品的生产工艺中引入适量的硫酸和磷酸, 不仅可以减少酸用量, 还能提高产品的聚合度和稳定性。目前, 我国无机高分子絮凝剂有四大发展趋势:

( 1 ) 以矿物、矿渣废料为原料开发复合絮凝剂；

( 2 ) 向高分子聚合铝方向发展;

( 3 ) 聚合铝的主要形态向高电荷多核络合物的方向发展;

( 4 ) 对聚合铝铁、聚铝（铁）硅酸盐絮凝剂进行开发。

第三节 聚氯化铝的制备方法

聚氯化铝的合成方法有很多种，按照原材料的不同，可分为金属铝法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝法、氯化铝法等。

金属铝

采用金属铝法合成聚氯化铝的原料主要为铝加工的下脚料，如铝屑、铝灰和铝渣等。由铝灰按一定配比在搅拌下缓慢加入盐酸进行反应，经熟化聚合、沉降制得液体聚合氯化铝，再经稀释过滤，浓缩，干燥制得。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。酸法主要是用HCl，产品质量不易控制；碱法生产工艺难度较高，设备投资较大且用碱量大，pH控制费原料，成本较高；用的最多的是中和法，只要控制好配比，一般都能达到国家标准。

氢氧化铝

氢氧化铝粉纯度比较高，合成的聚氯化铝重金属等有毒物质含量低，一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺比较简单，但生产的聚合氯化铝的盐基度较低，因此一般采用氢氧化铝加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序。

三氧化铝

含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产工艺可分为两步：第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中和法得到聚氯化铝。

氯化铝

采用氯化铝粉为原料，加工聚氯化铝。这种方法应用最为普遍。可用结晶氯化铝于170℃进行沸腾热解，加水熟化聚合，再经固化，干燥制得。

碱溶

先将铝灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液，再用盐酸调pH值，制得聚氯化铝溶液。这种方法的制得的产品颜色外观较好，水不溶物较少，但氯化钠含量高，原材料消耗高，溶液氧化铝含量低，工业化生产成本较大。

配制方法

第一步，根据原水情况，使用前先做小试求得最佳药量。为便于计算，小试溶液配置按重量比（W/W），一般以2～5%配为好。如配3%溶液：称聚合氯化铝PAC固体3g，盛入洗净的200ml量筒中，加清水约50ml，待溶解后再加水稀释至100ml刻度，摇匀即可。

第二步，生产用聚合氯化铝PAC时，按聚合氯化铝PAC固体：清水=1：9到1：15重量比（液体产品采用1：2到1：5）混合溶解即可。氧化铝含量低于1%的溶液易水解，会降低使用效果，浓度太高不易投加均匀。

第三步，加药按小试求得的最佳投加量投加，并在运行中注意观察调整。如见沉淀池矾花少，余浊大，则投加量过少；如见沉淀池矾大且上翻，余浊高，则加药量过大，应适当调整。

第四节 聚氯化铝的发展前景

现如今保护水资源成为基本国策，随着环保力度持续加大，禁止企业、工厂在生产中乱排乱放，造成了聚氯化铝的广泛使用和购买，不管是饮用水、生活污水、工厂污水等等，都可以用聚氯化铝来解决，聚氯化铝在使用过程中效果显著，成本低廉，目前在水处理中是不可替代的。

从目前国内情况来看，用作聚氯化铝的主要原材料仍然是黏土矿、高岭土矿、铝土矿、氢氧化铝、氯化铝的复合盐、助凝剂等这几种，这这些原料中，氢氧化铝是十分理想的聚合氯化铝PAC的原材料，氢氧化铝制成新型复合产物材料，通常用喷雾干燥生产设备，喷雾干燥聚合氯化铝能改善絮体结构，增加其粒径、密度和强度，明显提高混凝效果，扩大应用范围。对于高分子混凝剂而言，链状分子所带电荷越大，电荷密度越高，链状分子越能充分延伸，吸附架桥间范围也就越大，絮凝作用就越好。

由于所用的原材料比较普遍，所以近些年聚氯化铝是很难被替代的。尽管许多含铝物质都可以制成聚氯化铝，但由于要考虑到资源供应，价格成本，生产工艺有别，性能特性和实用价值等种种因素，并非所有铝物质都能作为聚合氯化铝的合适原料。

聚氯化铝产品具有较强的电中和吸附架桥作用，净水效果受温度影响小，在低温下仍能达到良好的除浊、除燥、脱色等效果。可替代形成絮体小、松散且易碎的混凝剂。适用于较复杂的江海水、水库水，工业循环水急污水的净化处理等。而且聚氯化铝在使用过程中，产品性能好，效果优，投加量少。得到了广大客户的肯定，随着聚氯化铝的迅速发展，应用量也很大，因此很难被其他药剂所替代。

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