聚合氯化铝生产技术的研究

摘要：聚合氯化铝是无机高分子絮凝剂中生产技术最成熟的一种，它具有用量少、除浊高、对出水pH影响小等优点。本文主要介绍了几种聚合氯化铝的生产技术，供相关研究参考。

关键词：聚合氯化铝；生产技术；工艺

中图分类号：C35文献标识码： A

聚合氯化铝是目前国内外广泛使用的高效混凝剂,具有用量少、污泥少、除浊高、对出水pH影响小等优点。根据大量的研究经验,本文对国内外聚合氯化铝的生产技术进行了研究。

1以氯化铝为原料的生产技术

1.1沸腾热解法

在一定温度下对结晶氯化铝进行热解，分解出氯化氢和水两种物质，再将其聚合使其变成粉状熟料，然后加入一定量的水进行搅拌，在短时间之内可将其固化成树脂性的产品，将这种产品经过干燥之后就会得到聚合氯化铝的固体产品。

1.2加碱法

首先，配置出氯化铝溶液（一定浓度），在一定温度下，对氯化铝溶液进行强烈搅拌，同时缓慢滴加氢氧化铝溶液（一定量），充分反应之后，溶液会变澄清，上清液就是聚合氯化铝液体产品。一般来说，人们会认为通过微量加碱法(极慢的加碱速度)得到产品的Al的质量分数会达到80％以上，通过提高温度等不同手段制得了总铝浓度为0．59mol／L（Al的质量分数达80．7％的产品）。但国外相关报道指出，在铝浓度非常低的情况下，如果通过缓慢加碱的方式得不到Al，反而在90℃条件下，通过快速加碱的方式可得到Al的质量分数为100％的PAC溶液，现在已经有人通过逐滴加碱法制得了聚合氯化铝，但是得到的产品Al含量相对较低。

1.3电解法

这种方法一般来说在中科院中研究的时候比较多，通常情况下，这种方法会将铝板作为阳极，用不锈钢作为阴极，电解液选用氯化铝，通直流电，保证低压、高电流的环境下，得到聚合氯化铝产品。目前已经有人利用这种方法得到了碱化度高的产品。

电渗析法――路光杰等l13人对此作了分析和研究，电解液选择了氯化铝，以多孑L铁板(或铂片)为阴极，石墨(或钛钌网)等惰性电极为阳极，以两张阴离子交换膜构成反应室，通过直流电，经过反映之后得到聚合氯化铝产品。

1.4膜法

这种方法将碱液放置于膜的一侧，将氯化铝溶液放置在膜的另一侧，对其表面微孔进行充分的利用，将其作为分布器，使碱液通过微孑L之后微量地加入到氯化铝溶液中去。通过这一系列的步骤聚合氯化铝（Al含量高）。此外，在制作工艺中充分利用超滤膜，最后制得的聚合氯化铝产品Al的质量分数可高达79．6％以上。

2以氢氧化铝为原料的生产技术

将氢氧化铝与盐酸和水按照一定的比例，在相应的温度和压强下使二者之间充分反应，熟化后便制得了聚合氯化铝产品。这种方法的生产工艺十分简单，20世纪80年代在国内外非常流行。因为氢氧化铝酸溶性非常差，所以在酸溶过程中需要对其进行加温和加压。但是通过这种方法生产出来的产品盐基度很低，一般来说会将其控制在30％～50％范围内，现在我国已有出现很多种提高盐基度的分析和研究，例如投加铝屑等。通过这种方法生产出的产品具有杂质较少的特点．但是因为氢氧化铝的生产成本非常高，通过这种方法制得的产品多在饮用水中应用。目前已经有人通过氢氧化铝酸溶法制作出了高纯聚合氯化铝。

3以铝屑、铝灰及铝渣为原料的生产技术

3.1酸溶一步法

将盐酸、水按一定比例投加于一定量铝灰中，在一定温度下充分反应，并经过若干小时熟化后．放出上层液体即得聚合氯化铝液体产品。铝反应是一种放热反应，如果对盐酸浓度和反应条件等控制好，控制好水量及投加速度，这样就可以对铝反应放出的热量进行充分的利用，使反应得到降低，同时降低对外加热量的依赖度，这种方式甚至不需要外加热源，只需要通过自热就可以实现反应。这种方法本身具有反应速度快，工艺简单等特点，另外，通过这种方法制作出的产品的盐基度等都比较高，这因为这一特点的存在使得这种方法目前在国内被普遍采用。但这种工艺会对设备产生严重的腐蚀，同时，生产出的产品存在比较多的杂质，尤其是产品的重金属含量很容易会超标。除此之外，充分利用电解铝粉、分析纯盐酸作为原料，现在已经有人在实验室制备出了聚合氯化铝，这种聚合氯化铝是超纯的，可以将其用于聚合氯化铝标准溶液的实验室制备中。

3.2碱溶法

这种方法需要先将铝灰与氢氧化钠发生反应，反应之后会得到一种铝酸钠溶液，再通过盐酸对pH值进行调整，得到聚合氯化铝溶液。通过这种方法的得到的产品具有很多优点，例如外观较好等，但是因为通过这种方法制得的产品氯化钠含量高，需要消耗很多原材料，同时溶液氧化铝含量低，并未得到普遍使用。

3.3中和法

这种方法先将盐酸和氢氧化钠与铝灰进行反应，反应之后会得到氯化铝和铝酸钠两种产品，然后再将这两种溶液混合，中和后制得一种聚合氯化铝液体。通过这种方法生产出的产品具有杂质较少的特点，但是这种方法制得的产品成本很高。目前已经有人通过盐酸与铝箔之间的反应得到氯化铝，再将氯化铝分为两部分，其中一部分对其pH值加入氨水进行调节，调节到至6～6.5。得到氢氧化铝后，再将另一部分与氢氧化铝放在一起使其发生反应，发生反应之后得到聚合氯化铝液体产品，这种产品经过干燥后就会得到一种固体产品，这种固体产品的铝含量、盐基度等都很高。

4以含铝矿物为原料的生产技术

首先，将矿物破碎。为了使液体与固体之间的反应能够拥有更大的接触面，进而使氧化铝能够尽量溶出，加上充分考虑到残渣之间分离存在难度的问题．一般会将矿石加工成为40～60目的粉末。其次，对矿粉进行焙烧，为使氧化铝的溶出率得到进一步的提高，需要对矿粉进行焙烧，矿石的种类与最佳烘培时间和温度都存在一定的联系，最佳烘焙实践通常在600～800cC之间。第三，进行酸溶的环节。一般情况下，加入的盐酸浓度越高，氧化铝溶出率就会越高，但对盐酸挥发问题进行综合考虑，一般情况下我们会选用质量分数为20％左右的盐酸。调整盐基度熟化后就会得到聚合氯化铝产品。有相关报道称，曾经有人用煤系高岭土作为原料，助溶剂选用氧化钙，酸浸一步合成就制得了聚合氯化铝铁。对干燥之后的固体产品进行测量，测得氧化铝的质量分数＞30％。水硬铝石是难溶于酸的，针对这一特点可用碱法制备聚合氯化铝。制作时前两步与酸法一样，都需要进行破碎和焙烧，然后进行碱溶，再通过碳酸钠或氢氧化钠或其它碱与矿粉液反应，最终得到铝酸钠，最后用碳酸氢钠和盐酸调节，制得聚合氯化铝。

结语：

综上所述，聚合氯化铝具有非常良好的性能，成本也很低，适用范围很宽，这是因为这些特点的存在，人们对其进行了积极的研究，而且在以后很长一段时间内还会将其作为水质处理药剂来使用。除了最基本的研究以外，这种药剂在使用过程中其性能会受到一定的制约，为了达到取长补短的目的，人们对其进行了更多的改进研究。本文针对聚合氯化铝的生产技术展开了探讨，以期为相关提供一些借鉴。

参考文献：

[1]韩东战. 聚合氯化铝制备技术研究进展[J]. 河南化工,2012,（10）.

[2]殷洪水,王琦,李玉莹. 铝酸钙粉制备聚合氯化铝生产条件实验研究[J]. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版),2012,（4）.

[3]李玉芳,伍小明. 聚合氯化铝的生产技术及应用进展[J]. 精细化工原料及中间体,2009,（2）.

[4]李玉芳. 聚合氯化铝的生产技术及应用进展[J]. 化工文摘,2009,（2）.

[5]石健,邹开云. 利用铝灰制备聚合氯化铝工艺参数的优化[J]. 南通大学学报(自然科学版),2011,（3）.