聚合氯化铝(PAC)的生产工艺根据原料和技术路线不同,可分为以下几类:
一、基于原料的生产工艺
金属铝法
原料:铝屑、铝灰、铝渣等金属铝废料。
工艺:酸法:铝与盐酸反应生成氯化铝,经聚合、沉降得到液体 PAC,再干燥成固体。
优点:工艺简单、反应快;缺点:杂质多(重金属易超标)、设备腐蚀严重。
碱法:铝与氢氧化钠反应生成铝酸钠,再酸化聚合。
优点:产品纯度高;缺点:成本高、工艺复杂。
中和法:铝酸钠与氯化铝溶液按比例混合,调节盐基度。
特点:综合酸法与碱法优点,需严格控制配比。
氢氧化铝法
原料:高纯度氢氧化铝(如拜尔法炼铝副产品)。
工艺:氢氧化铝与盐酸在高温(50-180℃)、高压(0.5MPa)下反应,生成液体 PAC,再经浓缩、干燥制得固体。
优点:重金属含量低,适合饮用水处理;缺点:盐基度较低,需额外调碱。
三氧化二铝法
原料:铝矾土、高岭土、煤矸石等含铝矿物。
工艺:酸溶法:矿物焙烧活化后与盐酸反应,过滤、聚合得到 PAC。
热解法:矿物酸溶生成结晶氯化铝,加热分解脱 HCl 后聚合。
优点:原料来源广、成本低;缺点:流程复杂,需控制杂质。
氯化铝法
原料:结晶氯化铝(AlCl₃・6H₂O)。
工艺:沸腾热解法:结晶氯化铝加热至 170℃分解,生成聚合氯化铝单体,再加水固化。
优点:流程简单;缺点:原料成本高,应用受限。
中和法:氯化铝与铝酸钙粉直接反应,提高盐基度。
二、后处理工艺
液体 PAC直接通过沉淀、过滤得到,适合现场使用或低成本需求。
固体 PAC滚筒干燥:液体 PAC 经滚筒加热脱水,形成粉状或颗粒状固体。
优点:成本低;缺点:纯度较低。
喷雾干燥:液体 PAC 雾化后热空气干燥,形成超细粉末。
优点:纯度高、溶解性好;缺点:能耗高。
板框压滤:液体 PAC 压滤去除杂质,再干燥。
优点:杂质少,适合饮用水处理;缺点:工艺复杂。
三、工艺选择的关键因素
原料成本:金属铝法依赖废料,矿物法原料广泛,氢氧化铝法成本较高。
产品用途:饮用水处理需高纯度(如氢氧化铝法、喷雾干燥),工业废水可用低成本工艺(如矿物酸溶法)。
环保要求:酸法产生酸雾,热解法需控制 HCl 排放,需配套环保设备。
总结
目前国内主流工艺为酸法 + 铝酸钙粉调碱(矿物或金属铝为原料),兼顾成本与盐基度;高端产品(如白色 PAC)多采用氢氧化铝法或喷雾干燥技术。选择工艺时需综合原料来源、产品定位及环保要求。