聚合氯化铝PAC的发展史

        聚合氯化铝( PAC) 又称碱式氯化铝、羟基氯化铝, 其通式为[ A12 ( OH) nC16- n ] m 或A1m(OH) nC13m- n( m -�� 10, n 为1 -5) 。

       固体聚合氯化铝(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30 -�� 60%为胶状物; 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, 而在70%以下易吸潮并液化,不便保存。
聚合氯化铝(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。加热到110 度 以上时发生分解, 放出氯化氢, 并分解为氧化铝。与酸作用发生解聚作用, 使聚合度和碱度降低, 较后变成为正铝盐。与碱作用使聚合度和碱度提高, 较终可生成氢氧化铝沉淀或铝酸盐。与硫酸铝或其它多价酸盐混合时易生成沉淀, 一般会降低或完全失去混凝性能。
聚合氯化铝(PAC ）可用作造纸上胶剂、耐火材料粘接剂、水泥速凝剂、纺织媒染剂。在医药、制革、化妆品等方面也有应用, 工业上较大的用途是作水处理絮凝剂, 具有混凝性能好、絮体大、用量少、效率高、沉淀快、适宜范围广等优点, 比传统的絮凝剂用量可减少1/3 - 1/2, 成本可节省40% 以上, 已成为国内外公认的一种优良净水剂。
聚合氯化铝(PAC)主要用于净化饮用水和给水的特殊水质处理, 如除铁、除镉、除氟, 除放射性污染、除浮油等, 还用于生活污水、工业废水、污泥处理中。
目前聚合氯化铝(PAC )是世界上技术成熟、市场销量大的絮凝剂, 已有逐步取代传统絮凝剂的趋势。西欧各国于1976 年开始生产PAC 作水处理絮凝剂。美国、加拿大已于1983 年批准PAC 用于城市给水和工业废水处理。随着PAC 取代明矾, 美国PAC 市场有望在造纸业和市政水处理业上增长。这种改变已经发生在欧洲和日本。在欧洲PAC 的应用占整个市政水处理市场的70% , 在日本约占十之七八。
        国外聚合氯化铝(PAC )产品基本为液体产品, 少数粉末产品为喷雾干燥法生产。国内固体聚合氯化铝产量大于液体产品, 固体产品的工艺技术不同于国外一般液体生产工艺, 固体产品及相应配方和生产工艺是我国的技术。加之国内生产PAC 的原料来源广泛, 因此, 采用生产技术开发生产PAC 的前景光明。
        生产聚合氯化铝(PAC )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) 、粘土、高岭土、明矾石等; 另一类是其它含铝原料, 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。只有以铝锭、铝屑、氢氧化铝为原料和以硫酸铝, 二氯化铝为原料才能生产出较纯的聚合氯化铝产品。
我国生产聚合氯化铝所采用原料主要为因地制宜地开发利用自身的矿物资源。我国聚合氯化铝生产的起步源于以铝灰作原料。由于铝灰原料成本低廉, 生产工艺简练, 其生产工艺七十年代在我国迅速普及。但铝灰生产的聚合氯化铝产品杂质较多, 八十年代后已不再用于自来水的净化。八十年代初, 聚合氯化铝的生产原料主要采用粘土矿、高岭土矿和铝土矿生产出的聚合氯化铝产品, 除铁以外, 其它的指标可达到国外水平。
       由于渣量较大, 外观较差, 加上我国铝业的迅速发展, 九十年代初, 我国聚合氯化铝生产所用原料已逐步转向氢氧化铝。此外, 也有部分生产厂使用氯化铝和金属铝等为原料。
      由于国内合成盐酸含铁量高于日本等国, 所以生产出的聚合氯化铝外观色泽偏黄。
       二、生产工艺
      聚合氯化铝(PAC ) 的制法很多, 按生产工艺可分为酸法、减法、中和法、热解法、加压反应法、混凝胶法、电渗析法、电解法等。
      固体聚合氯化铝(PAC ) 是将液体PAC 用喷雾干燥或滚筒干燥*的, 喷雾干燥是比较理想的干燥方式, 适于大规模生产, 而生产规模较小的生产企业采用滚筒干燥也是可行的。
     目前我国生产PAC 的方法主要有金属铝( 包括铝灰、铅渣) 法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝( 包括铝矾土、煤矸石等) 法、结晶氯化铝法等。
        三、产品质量及储运
聚合氯化铝产品标准以日本JIS 标准较为严谨, GB15893��1995 标准主要参考了日本JISK1475 标准, 只是GB15892��1995 将JIS 中的铁改成了水不溶物。
       液体聚合氯化铝(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。固体产品用内衬聚乙烯塑料袋的塑料包装袋包装。聚合氯化铝(PAC ) 应储存在阴凉、通风、干燥、清洁的库房中。运输过程中, 要防雨淋和烈日暴晒,应防止潮解。装卸时要小心轻放, 防止包装破损。液体产品储存期为半年, 固体产品储存期为1 年。失火时, 可用沙土、二氧化碳灭火器扑救。有腐蚀性, 如不慎溅到皮肤上应立即用水冲洗干净。
        目前, 国内聚合氯化铝技术已经接近或达到国际水平, 同时具有资源和技术上的优势, 如中科院生态环境研究*研制开发的聚合氯化铝生产工艺技术。也逐渐形成了一些区域性的生产基地, 如河南巩义市生产聚合氯化铝的厂家是水处理药剂方面的代表, 其年总产值均可达上亿元。但是, 我国聚合氯化铝企业总体上讲, 仍以乡镇或民营企业为主, 规模多是中小型。目前我国PAC 生产厂家已超过3000 个, 总产量已超过4000kt��a( 以氧化铝10%液体计) , 产地除西藏外, 遍及全国各省市。生产规模较大的液体生产厂年产量已达20kt��a 以上, 较大固体PAC 生产厂年产销量已在50000t 以上。其应用领域除自来水净化、工业水处理、污水、废水及污泥处理外, 还应用于铸造、医药、催化剂、化妆品、造纸和皮革等非水处理行业。  
目前, 我国的生活用水及生产用水所使用的净水剂主要是硫酸铝、三氯化铁等。这些净水剂普遍存在着成本高、固体原料粉碎困难, 腐蚀性大、设备维修费用高、工人劳动强度大等缺点。随着我国经济的发展, 水的处理量日益增大, 因而原有净水剂的缺点日趋突出, 迫切需要发展聚合氯化铝净水剂。
        我国聚合氯化铝生产设备投资和生产成本远远低于国外, 这是由于我国因地制宜地利用了自身资源和独自的工艺技术, 在国际市场上有较大竞争优势。