聚合氯化铝的制备及其在污水上的应用

聚合氯化铝的制备及其在污水上的应用

摘要：

聚合氯化铝絮凝剂在水处理中应用广泛，是水处理药剂研究的热点之一。聚合氯化铝（PAC）由于具有投加量少、絮体大、絮体沉降速度快、成本低、混凝效果好等优点，目前在国内外广泛应用于水和污水处理上。文章介绍了国内聚合氯化铝絮凝剂的制备方法，归纳了聚合氯化铝的制备技术，分析了各种制备技术的特点及对聚合氯化铝在污水处理中的应用情况进行了综合论述。

关键字：聚合氯化铝；絮凝剂；水处理技术

Abstract：

Polyaluminum chloride flocculant is widely used for water treatment, and is one of the researchhotspots of water treatment reagent. Due to its low dosage，large and fast-settling resulted flocs，low cost and good coagulation effect，polyaluminium chloride（PAC）is globally applied in water and wastewater treatment.The preparation technologies of polyaluminum chloride applied in China were emphatically introduced, technologies of polyaluminum chloride preparation were summed up and their characteristics were analyzed,and the application status and research prospects of PAC in wastewater treatment.

Keywords：polyaluminum; flocculant; water treatment technology

一、前言

水处理剂是工业用水、生活用水、废水处置进程中必需的化学药剂，通过运用这些化学药剂，可使水到达必一定的质量要求。即水处理药剂的首要效果是节制水垢和污泥的构成、削减泡沫、削减与水接触的资料侵蚀、除去水中的悬浮固体和有毒物质、除臭脱色、软化水质等。目前我国水处理剂的品种主要有阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、无机凝聚剂、有机絮凝剂等几大类。其中，聚合氯化铝作为一种无机高分子混凝剂，主要用于净化饮用水，还用于给水的特殊水质处理、除铁、除镉、除氟、除放射性污染、除浮油等。因此被广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。

近年来，随着城镇化进度的快速推进和我国工业快速发展，带来了城镇用水和工业用水的快速激增以及我国水系污染综合治理力度的加大，水处理剂的需求量日益增长，2012

年中国聚氯化铝产量约为80 万t( Al2O3: 30%固体计) 。因此，现有聚合氯化铝制备工艺的优化和完善以及新技术、新工艺的研发为净化水的快速发展提供有力技术支撑显得尤为重要。而化学混凝是水和废水处理过程中不可缺少的工艺，以减少过量存在的污染负荷，其决定着后续工艺的运行工况、出水质量和运行成本[1]。混凝剂性能的优劣是混凝工艺运行良好与否的一个关键因素。

二、聚合氯化铝相关性质

聚氯化铝（Poly aluminum Chloride）代号PAC。通常也称作净水剂或混凝剂，是介于ALCL3和AL(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为[AL2(OH)NCL6-NLm]其中m代表聚合程度，n表示PAC产品的中性程度。颜色为黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂状固体。具有适应水域宽，水解速度快，吸附能力强，形成矾花大，质密沉淀快，出水浊度低，脱水性能好等优点，粉末细、颗粒均匀、易溶于水、絮凝效果好、净化高效稳定、投加量少、成本低等特点。并且有较强的架桥吸附性能，在水解过程中，伴随发生凝聚，吸附和沉淀等物理化学过程。聚合氯化铝与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐，而聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用PH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显，能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子。

三、聚合氯化铝的制备技术

1、以铝屑、铝灰、铝渣为原料制备方法

将铝加工过程中的下脚料铝屑、铝灰和铝渣、铝型材加工废渣溶解于盐酸中，经加水，水解过滤，聚合，可得液体产品。其化学反应式如下:

Al2O3 + 6HCl + 9H2O →2AlCl3·6H2O

2Al + 6HCl + 12H2O→2AlCl3·6H2O + 3H2↑

2AlCl3·6H2O →Al2( OH)nCl6 － n + ( 12 － n) H2O + nHCl

反应过程中放出的热量造成水分部分损失，因此需要控制适宜的补水量，补水量会影响盐酸浓度，从而影响成品的盐基度和氧化铝浓度［2］。该工艺原料价格便宜，可变废为宝，有利于资源的综合利用; 工艺简单，投资设备少，操作方便。但该方法的缺点在于: 产品中杂质含量偏高，尤其是金属元素含量超标，产品质量不稳定，设备腐蚀严重。

2 、以含铝矿物为原料的制备工艺

2.1以铝土矿、黏土为原料的制备方法

铝土矿、黏土经温度为600 ～ 800 ℃焙烧预处理，继而用盐酸浸出，浸出液经盐基度调整即可得到PAC 产品。该方法适用于黏土矿、高岭土、一水软铝石、三水铝石等矿物原料，但该法不适用于一水硬铝石。目前国内大型聚氯化铝生产企业都采取这种工艺进行生产。其主要化学反应式如下:

Al2O3·2SiO2·2H2O →2Al2O3·2SiO2( 变相高岭石) + 2H2O

Al2O3 + 6HCl + 9H2O →2AlCl3·6H2O

AlCl3 + xCaO·Al2O3 →Al2( OH)5Cl + xCaCl2

含铝矿物经焙烧预处理后使矿物中氧化铝的晶体结构发生改变，成为活性较大的γ－Al2O3或无定形结构，该晶体结构的氧化铝易与盐酸发生反应。焙烧过程中温度的控制非常重要，温度高于850 ℃，含铝矿物的氧化铝晶体结构会发生改变，变成难以与盐酸反应的六方晶型结构的α－ Al2O3［3］。此外，盐酸浓度对聚合氯化铝制备非常重要，控制好盐酸浓度即可达到理想的氧化铝溶出效果，又能兼溶出液的盐基度，同时又能减少盐酸挥发程度造成损失。

2.2 以煤矸石为原料的制备方法

煤矸石是煤炭在开采和加工过程中所伴生的煤中夹石，煤矸石主要化学成分: SiO2 50% ～ 60%、Al2O3 15% ～ 35%、Fe2O3 3% ～ 5%。以煤矸石为原料生产聚合氯化铝具有重要意义，既可合理利用废弃资源，又具有经济价值。其主要工艺流程如下: 煤矸石经焙烧粉碎后与20% 盐酸反应，反应温度为100 ℃，保温1 h，冷却后，向料浆中加入质量分数为0． 1%的非离子聚丙烯酰胺絮凝剂进行沉降、压滤。硅渣经水洗至中性，可做水玻璃的生产原料。母液经减压浓缩得结晶氯化铝粗品，进一步精制后，可得到质量分数为98． 9% 的三氯化铝。将结晶氯化铝溶液在加热条件下与铝酸钙反应，即可到盐基度为80% ～ 90%的聚合氯化铝［4］。

3 、氢氧化铝为原料的制备方法

3．1 氢氧化铝凝胶常压酸溶法

常压下，不论拜耳法还是烧结法生产的普通氢氧化铝的酸溶率都低于75%［5］，为了提高氢氧化铝的酸溶率，需要用碱重溶，进而通过碳酸化分解生成无定形凝胶状，然后再与盐酸反应，制取聚合氯化铝。主要化学反应式如下:

该工艺关键控制碳酸化分解条件，使制备氢氧化铝成凝胶状。该工艺流程非常繁杂，生产成本较高，经济效益较低。

3．2 氢氧化铝加压酸溶法

以氢氧化铝为原料生产聚合氯化铝，若采用常压条件下酸浸出，氧化铝溶出率较低，生产成本升高。采用加压酸溶有利于提高氧化铝溶出率，其工艺如下: 将氢氧化铝和盐酸按一定比例加入高压反应釜中，升温至110 ～ 140 ℃，压力为0． 2 ～ 0． 4MPa，反应时间2． 5 ～ 4 h，可制得色透明液体，经降温、过滤得产品。

4 、以三氯化铝为原料制备方法

控制三氯化铝分解温度和分解时间，即可得到不同碱化度的聚合氯化铝。三氯化铝热分解制备聚合氯化铝，可分为湿法热分解和干法热分解［6］。湿法热分解是将氯化铝或低碱度的聚合氯化铝溶液在蒸发器内蒸发，浓缩、驱赶走部分氯化氢，随着加热温度的升高，成品碱化度在增加，但受分解温度的影响，碱化度一般小于50%，分解效率也很低。干法热分解是将结晶氯化铝加热，控制分解温度和分解时间，能得到合乎标准要求的聚合氯化铝产品。

5 、以铝酸钙为原料的制备方法

由于铝酸钙的酸溶性优于铝灰，因此能与盐酸直接反应，而且可以不用搪瓷玻璃反应釜，一次酸溶即可得到合格的聚合氯化铝液体( Al2O3约10%，盐基度＞ 50%) 。控制盐酸和铝酸钙粉的适宜用量有利于制取合格的产品。以铝酸钙［7］为原料生产聚合氯化铝的方法具有投资少、能耗低、操作简单、安全等特点，且产品重金属含量低、纯度高，缺点是生产成本高［8］，且该方法不易制成Al2O3 ＞ 25% 的固体，酸耗较大。

6、以赤泥、废分子筛为原料的制备方法

孟铁宏［9］以改性拜耳法赤泥为原料，采用碳酸钠碱法溶出改性赤泥中的氧化铝并进行碳酸化分解，可制得高活性氢氧化铝凝胶。在一定温度条件下，加入一定量的盐酸可制备

出高盐基度纯聚合氯化铝。毛欣等［10］以废分子筛为原料制备聚合氯化铝( PAC) 净水剂，最佳制备工艺条件为: 原料配HCl 与废分子筛液固质量比为( 3． 3 ～ 3． 0) ∶ 1; 反应时间为3． 0 ～ 35 h; 熟化温度为60 ～ 65 ℃; 熟化时间为l ～ 1． 5 h。产品在盐基度70% ～ 80%，产品经分析Al2O3含量在9% 以上，盐基度在45% ～ 85% 之间，其它各项指标均符合国家标准。

四、聚合氯化铝与污水处理

目前，聚合氯化铝已应用于多种污水的处理技术中，主要包括印染废水、造纸制浆废水、啤酒厂废水等，效果显著。根据聚合氯化铝在污水处理中应用的方式不同，可分为[11]：聚合氯化铝直接用于处理污水、聚合氯化铝作为预处理工艺处理污水、聚合氯化铝与其他水处理药剂复配处理污水、改性聚合氯化铝用于污水处理等。

1、聚合氯化铝混凝机理

聚合氯化铝不是单一形态，而是包括单体和聚合体，按一定比例存在的多态物质，即Al3+到Al（OH）3之间一系列准稳态物质［12］。更多研究专注于羟基聚合氯化铝，它是一种多核聚体。在近中性的水溶液中，聚合体主要以二维或三维的链状颗粒形式存在，与低分子无机混凝剂相比，具有优异的电中和、网捕卷扫和吸附架桥的作用。因此，PAC 的混凝机理属于多核羟基络合物表面络合，表面水解和表面沉淀的过程。聚铝水解产生的多核羟基络合物对水中胶体颗粒进行电中和、压缩扩散层、降低ξ电位和水化膜，使颗粒脱稳，再经过吸附架桥和网捕卷扫作用生成粗絮体而实现水分离。

2、聚合氯化铝用于污水处理

2.1、聚合氯化铝直接处理污水

在废水处理过程中，聚合氯化铝直接用于污水化学混凝处理，可降低废水的色度、浊度、SS 及一定比例的COD 和BOD，同时也可通过吸附沉淀去除部分N 和P。聚合氯化铝是一种优异的印染废水脱色絮凝剂，耿峰、戴海平［13］用聚合氯化铝作为絮凝剂，对染纱厂牛仔布染织过程中产生的靛蓝染料废水进行处理的试验研究，通过正交实验确定最佳的工艺参数。混凝正交实验结果表明，对指标为色度1 600，浊度1 206 NTU 的废水，在pH=7、投加量为900 mg/L、沉淀时间为40 min 以及搅拌时间为3.5 min 的条件下混凝对该废水的处理效果较好，脱色率、浊度的去除率均可达90%左右。

2.2、聚合氯化铝与其他工艺组合处理污水

对于某些废水的处理，聚合氯化铝化学混凝可作为一项预处理工艺，与其他工艺组

合对废水进行处理，可达到良好的效果。常见的组合工艺为混凝加生化处理。Wang 等［14］以上海市白龙港污水处理厂为例，对市政污水处理厂化学增强初级处理去除污水中的C 和N 进行研究，利用PAC 增强污水厂中COD的去除率，研究表明，用100 ppm 的聚合氯化铝进行处理的污水COD 去除率为61.1%，聚合氯化铝对污水中COD有明显的增强处理作用。

2.3 、聚合氯化铝与其他药剂复配处理污水

通常情况下，对某些废水的处理，单纯使用聚合氯化铝不能得到很好效果，而与其他药剂复配处理污水，可以得到很好的处理效果。Ahmad 等［15］研究了聚丙烯酰胺（PAM）增强聚合氯化铝处理造纸制浆废水，通过比较单独使用PAC 及PAM 增强PAC 的处理效果，浊度、COD、TSS、SVI 和沉降时间分别作为评价参数，研究结果表明，聚铝与C-PAM 复配可得到很好的效果，浊度、TSS 和COD 的去除率分别为99.7%、99.5%和95.6%。2.4、改性聚合氯化铝处理污水

对聚合氯化铝进行改性，可增强聚合氯化铝对污水处理的性能，提高其对污水的处理范围。改性聚合氯化铝对污水的处理，很多的学者都做了相关的研究。尹春艳［16］对聚合氯化铝进行改性，引入SO42-，同时加入少量的PAM 增强絮凝性能，并研究改性后的聚合氯化铝对印染废水的脱色效果，结果表明，与市场上销售的PAC相比，实验室改性的聚合氯化铝具有用药量少，沉降速度快、絮体粗大、易于过滤等特点，有很好的发展前途。

五、结论与展望

聚合氯化铝是一种良好的无机高分子絮凝剂，以其优良的性能、宽适用范围、低成本而得到广泛的使用，应用于污水的处理，可得到良好的处理效果。市场占有率高。并且随着水处理工业及造纸工业的快速发展、城市化进程的日益推进、国家对环保要求的提高、铝盐产品新领域的不断开发以及聚合氯化铝取代硫酸铝，聚合氯化铝市场需求会日益增多。在今后较长时间内它仍将是主要的水质处理药剂。在今后的研究中，除了要对聚合氯化铝基本理论的研究外，还要对其改进进行研究：在生产过程中，引入阳离子，从某种程度上改变聚合氯化铝的形态结构分布，与其他药剂复配使用，制得高效混凝剂。

聚合氯化铝市场前景的巨大，其研发对技术更新、产品换代显得尤为重要和十分迫切，而面临的一个很重要的问题便是生产过程绿色化。绿色化学的思路是从根本上消除污染源，使废弃物不再产生并且得到控制，从源头上彻底控制污染。因此，在制备聚合

氯化铝工艺中，使生产过程绿色化并且有效控制污染物的产生。

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聚合氯化铝生产工艺

聚合氯化铝的生产工艺 一、原料 生产聚合氯化铝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先进水平。但由于渣量较大，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。固体聚合氯化铝是将液体聚合氯化铝用喷雾干燥或滚筒干燥得到的，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。 目前我国生产聚合氯化铝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。 1．金属铝法 所用原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。 目前，我国以金属铝为原料生产聚合氯化铝的厂家大多采用酸法生产。 (1)酸法 酸法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便的优点，但溶液中的杂质含量偏高，尤其是重金属元素含量通常容易超标，产品质量不稳定，设备腐蚀严重。 (2)碱法 碱法生产工艺则难度较高，设备投资较大，由于用碱量大，还要大量盐酸中和至pH= 4-5，成本较高，其应用受到一定限制。 (3)中和法 中和法的特点是综合了酸法和碱法两者的优点。中和法的关键在于合成聚合氯化铝时，铝酸钠和三氯化铝溶液之间的配比必须严格控制，使盐基度达到标准要求。盐基度是否合格，是决定产品质量的一个重要指标。而且在合成时必须进行剧烈地搅拌。 以铝灰为原料生产聚合氯化铝的几种方法的主要技术经济指标如表1所示。 2．氢氧化铝法 所用原料主要是拜尔法炼铝过程中的活性氢氧化铝。生产中采用过量的活性氢氧化铝和盐酸，在较高温度(50-180℃)和压力(0．5MPa)下反应制得盐基度为41.6-48.6％的液体聚合氯化铝产品，然后经浓缩、烘干即得固体聚合氯化铝产品。 此法生产工艺过程较简单，反应条件也较苛刻，对设备要求较高，腐蚀性强，一般市售搪玻璃反应釜都难以适应，生产中要确保产品质量颇为不易。 以氢氧化铝为原料生产PAG产品的主要技术指标如表2。 3．三氧化二铝法 主要原料为三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。此工艺的第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热

工业级聚合氯化铝生产工艺

工业级聚合氯化铝的生产工艺 一、原料 生产工业级聚合氯化铝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； 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。 我国生产工业级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，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。但铝灰生产的工业级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，工业级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先进水平。但由于渣量较大，外观较差，加上我国铝业的迅速发展，九十年代初，我国工业级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比较高，所以生产出的聚合氯化铝外观色泽偏黄。 二、生产工艺 工业级聚合氯化铝的制法很多，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。 工业级固体聚合氯化铝是将液体聚合氯化铝用喷雾干燥或滚筒干燥得到的，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。 目前我国生产工业级聚合氯化铝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。 1．金属铝法 所用原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等，在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。 目前，我国以金属铝为原料生产聚合氯化铝的厂家大多采用酸法生产。 (1)酸法 酸法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便的优点，但溶液中的杂质含量偏高，尤其是重金属元素含量通常容易超标，产品质量不稳定，设备腐蚀严重。 (2)碱法 碱法生产工艺则难度较高，设备投资较大，由于用碱量大，还要大量盐酸中和至pH=4-5，成本较高，其应用受到一定限制。 (3)中和法 中和法的特点是综合了酸法和碱法两者的优点。中和法的关键在于合成聚合氯化铝时，铝酸钠和三氯化铝溶液之间的配比必须严格控制，使盐基度达到标准要求，盐基度是否合格，是决定工业级聚合氯化铝PAC产品质量的一个重要指标，而且在合成时必须进行剧烈地搅拌。

聚合氯化铝铁主要分析规程

聚合氯化铝铁的原料和成品检测 1 取样和制样 1.1 矿样 将1公斤矿粉（块料应先碎至0.8mm粒度以下）用四分法缩分至50～100g，再用多点法取出15～20g，用磁铁除去制样过程中引入的铁，再用研钵研至200目细度，放在干燥磨口瓶中，备用。 1.2 液体样品和半成品 取干燥磨口瓶，用试液清洗二次，再盛入约200ml试样，备用。 1.3 固体试样 用四分法取固体试样约100g放入干燥磨口瓶中，备用。 2原料检测 2.1 含铝铁原料的检测(铝土矿，赤泥) 2.1.1分析样制备 1.制样步骤 称取0.2500克试样于30毫升银坩埚中，加3克粒状氢氧化钠，放入720℃的马弗炉，溶融15～20分钟。（同时带一个空白坩锅，加3克粒状氢氧化钠，熔融5分钟）。取出坩埚，稍冷用坩埚钳不断转动坩埚，使熔融物均匀地附在坩埚壁上，放置片刻，坩埚底部用冷水洗底，然后将坩埚放在直径为9厘米的玻璃漏斗上。漏斗插入已加有40毫升1+1盐酸和50mL 水的250毫升容量瓶中。加少量沸水于坩埚中，待剧烈反应后将浸出物在边摇动容量瓶的同时倒入漏斗，再加入沸水于坩埚中，将坩埚内的熔融物全部浸出为止。用1+1的盐酸洗涤坩埚，最后用热水洗净坩埚和漏斗，将容量瓶中的溶液摇匀，用流水冷却至室温，用水稀释至刻度，混匀。此溶液可供测定三氧化二铁，三氧化二铝，二氧化钛，氧化钙等用。 2 注意事项 1、银坩埚在高温炉中拿出来时不要在冷水中急剧冷却，以免其变形； 2、加入NaOH的量为试样的８～１０倍，熔融前应在低温时放入加热除去水份，以免引起啧溅，或于银坩埚中加乙醇数滴，放入炉中升温使水份随乙醇的挥发或燃烧除去水份； 2.1．2二氧化硅的测定 1.方法原理： 样品经氢氧化钠熔融后，熔块用热水浸取，然后倒入盐酸溶液中，然后测定二氧化硅的含量。在0.1～0.2mol/L的盐酸酸度下使分子分散状态的硅酸与钼酸铵生成硅钼黄，然后用硫酸亚铁铵将钼黄还原成硅钼蓝，用比色法测定。本标准测定范围：≤15% 2二氧化硅标准曲线的绘制 取0.1mg/mL的标准SiO2溶液0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10mL到一组100mL

广州关于成立聚合氯化铝公司可行性报告

广州关于成立聚合氯化铝公司 可行性报告 规划设计/投资分析/产业运营

报告摘要说明 聚合氯化铝是一种新兴净水材料，无机高分子混凝剂，简称聚铝，介 于AlCI3和Al(OH)3，之间的一种水溶性无机高分子聚合物。 xxx集团由xxx有限责任公司（以下简称“A公司”）与xxx科技 公司（以下简称“B公司”）共同出资成立，其中：A公司出资1050.0万元，占公司股份74%；B公司出资370.0万元，占公司股份26%。 xxx集团以聚合氯化铝产业为核心，依托A公司的渠道资源和B公 司的行业经验，xxx集团将快速形成行业竞争力，通过3-5年的发展，成为区域内行业龙头，带动并促进全行业的发展。 xxx集团计划总投资8385.88万元，其中：固定资产投资6279.99 万元，占总投资的74.89%；流动资金2105.89万元，占总投资的 25.11%。 根据规划，xxx集团正常经营年份可实现营业收入14389.00万元，总成本费用10952.65万元，税金及附加152.66万元，利润总额 3436.35万元，利税总额4062.99万元，税后净利润2577.26万元，纳税总额1485.73万元，投资利润率40.98%，投资利税率48.45%，投资 回报率30.73%，全部投资回收期4.75年，提供就业职位281个。 根据我国市场情况分析，聚合氯化铝的企业开工率超过85%，2016年 的产能和产量分别为172.04万吨和146.23万吨。

第一章总论 一、拟筹建公司基本信息 （一）公司名称 xxx集团（待定，以工商登记信息为准） （二）注册资金 公司注册资金：1420.0万元人民币。 （三）股权结构 xxx集团由xxx有限责任公司（以下简称“A公司”）与xxx科技公司（以下简称“B公司”）共同出资成立，其中：A公司出资1050.0万元，占公司股份74%；B公司出资370.0万元，占公司股份26%。 （四）法人代表 曹xx （五）注册地址 xxx经济技术开发区（以工商登记信息为准） 广州，简称穗，别称羊城、花城，是广东省省会、副省级市、国家中心城市、超大城市，国务院批复确定的中国重要的中心城市、国际商贸中心和综合交通枢纽。截至2018年，全市下辖11个区，总面积7434平方千米，建成区面积1249.11平方千米，常住人口1530.59万人，城镇化率

聚合氯化铝铁生产工艺

固体聚合氯化铝是将液体聚合氯化铝用喷雾干燥或滚筒干燥而成的一种无机高分子混凝剂，是比较理想的干燥方式，因此，现适于大规模生产，当然，生产规模较小的企业也可采用滚筒干燥。那么具体的生产工艺是什么呢? 1、金属铝法 所用原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。目前，我国以金属铝为原料生产聚合氯化铝的厂家大多采用酸法生产。 1)、酸法 酸法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便的优点，但溶液中的杂质含量偏高,尤其是重金属元素含量通常容易超标，产品质量不稳定，设备腐蚀严重。 2)、碱法 碱法生产工艺则难度较高，设备投资较大,由于用碱量大，还要大量盐酸中和至pH= 4-5,成本较高，其应.用受到一定限制。

3)、中和法 中和法的特点是综合了酸法和碱法两者的优点。中和法的关键在于合成聚合氯化铝时，铝酸钠和三氯化铝溶液之间的配比必须严格控制，使盐基度达到标准要求。盐基度是否合格，是决定产品质量的-个重要指标。而且在合成时必须进行剧烈地搅拌。 2、氢氧化铝法 所用原料主要是拜尔法炼铝过程中的活性氢氧化铝。生产中采用过量的活性氢氧化铝和盐酸，在较高温度(50-180C)和压力(0.5MPa)下反应制得盐基度为41.6-48.6%的液体聚合氯化铝产品，然后经浓缩、烘干即得固体聚合氯化铝产品。此法生产工艺过程较简单，反应条件也较苛刻，对设备要求较高,腐蚀性强, - -般市售搪玻璃反应釜都难以适应，生产中要确保产品质量颇为不易。 3、三氧化二铝法 主要原料为三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。此工艺的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合氯化铝。

聚合氯化铝生产工艺

生产工艺 多年来,我国也结合自己的条件,陆续开展了多种原料和工艺的制备方法和技术,建立了独具特色的工艺路线和生产体系,基本满足了全国用水和废水处理的发展需求。 聚合氯化铝的制法很多，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。固体聚合氯化铝是将液体聚合氯化铝用喷雾干燥或滚筒干燥得到的，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。目前我国生产聚合氯化铝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。 1．金属铝法 所用原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。目前，我国以金属铝为原料生产聚合氯化铝的厂家大多采用酸法生产。 (1)酸法 酸法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便的优点，但溶液中的杂质含量偏高，尤其是重金属元素含量通常容易超标，产品质量不稳定，设备腐蚀严重。 (2)碱法 碱法生产工艺则难度较高，设备投资较大，由于用碱量大，还要大量盐酸中和至pH=4-5，成本较高，其应用受到一定限制。

(3)中和法 中和法的特点是综合了酸法和碱法两者的优点。中和法的关键在于合成聚合氯化铝时，铝酸钠和三氯化铝溶液之间的配比必须严格控制，使盐基度达到标准要求。盐基度是否合格，是决定产品质量的一个重要指标。而且在合成时必须进行剧烈地搅拌。2．氢氧化铝法 所用原料主要是拜尔法炼铝过程中的活性氢氧化铝。生产中采用过量的活性氢氧化铝和盐酸，在较高温度(50-180℃)和压力(0．5MPa)下反应制得盐基度为41.6-48.6％的液体聚合氯化铝产品，然后经浓缩、烘干即得固体聚合氯化铝产品。此法生产工艺过程较简单，反应条件也较苛刻，对设备要求较高，腐蚀性强，一般市售搪玻璃反应釜都难以适应，生产中要确保产品质量颇为不易。 3．三氧化二铝法 主要原料为三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。此工艺的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合氯化铝。 利用高岭土生产聚合氯化铝的工艺流程大致分为3步；精矿焙烧活化、酸浸、酸浸液调整盐基度生成聚合氯化铝溶液。利用高岭土生产聚合氯化铝，不仅可以产生很好的社会效益和环境效益，而且也有很好的经济效益。以lt精矿计，可生产1.8t液体聚合氯化铝净水剂。

铝灰一步酸溶法制备高效聚合氯化铝的实验研究

铝灰一步酸溶法制备高效聚合氯化铝的实验研究 焦玲鲁秀国* 贺志强任焕弟 （河北大学化学与环境科学学院 河北保定 071002） E-mail：luxiuguo2000@https://www.wendangku.net/doc/2c8215249.html, 摘 要：以铝灰为原料，用一步酸溶法制备了高效聚合氯化铝。对Al灰、HCl、水三者配比以及反应温度、反应时间、熟化温度、熟化时间、搅拌速度等参数对聚合氯化铝的性能影响进行了实验研究，确定了制备聚合氯化铝的最佳工艺条件。产品的各项指标达到了相关国家标准，对工业化生产具有一定的指导意义。 关键词：铝灰、聚合铝、工艺条件 1.引言 混凝剂是水处理的一种重要药剂，其中聚合氯化铝是最常用的，聚合氯化铝简称PAC，是一种无机高分子絮凝剂,其化学通式为[Al2(OH)n Cl6-n]m(1≤n≤5,m≤10),它具有混凝能力强、用量少、净水效能高、适应力强等特点［４］。 聚合氯化铝的生产方法按原料的不同而有很多种方法如金属铝直接溶解法、结晶氯化铝法等。其中以铝灰为原料制造聚合氯化铝的方法,其原料来源广、廉价、经济效益高,具有很大的实用价值，这种方法本身又包括酸溶一步法、碱溶法、中和法。其中碱溶法和中和法制得的产品氯化铝含量较低,碱化度也不高,而且碱的腐蚀性强等缺点。酸溶一步法则与之相反,碱化度越高,原材料消耗越少,产品氯离子含量也越少,而且具有设备简单、原材料消耗少,成本低等优点［４］。我国对于聚合氯化铝的研究早在70年代就已开始。但由于受到铝资源的限制而不能满足生产的需要。故此,我们以北京炼铝厂的铝灰为主要原料,采用酸溶一步法开展了生产聚合氯化铝的实验研究，所得到的结论对工业化生产具有一定的指导意义［１］。2. 实验部分 2.1主要原料、仪器设备 主要原料：铝灰、浓盐酸、水 仪器设备：搅拌器、电炉、天平、酸度计等。自制反应装置（图略）。

聚合氯化铝铁检验标准

聚合氯化铝铁 1、说明 本标准规定了氯化锶车间副产物聚合氯化铝铁的技术要求及测试方法。 2、技术要求（暂行） 3、试验方法 除特别注明外，本试验所用试剂均为分析纯，所有用水应符合GB6682中三级水的要求。 3.1 FeCl3含量的测定—重铬酸钾容量法 3.1.1方法提要 在酸性溶液中，用氯化亚锡将三价铁还原为二价铁，过量的氯化亚锡用氯化汞除去，然后用重铬酸钾标准溶液滴定。 3.1.2试剂和材料 3.1.2.1盐酸（1+1）； 3.1.2.2氯化亚锡溶液（25%）； 3.1.2.3氯化汞饱和溶液； 3.1.2.4硫磷混酸； 3.1.2.5二苯胺磺酸钠（0.2%）； 3.1.3分析步骤

准确称取约1g试样（准确至0.0001g），加入大约10ml水，再加入HCl(1+1)溶液8ml，加热至沸，趁热滴加10%的氯化亚锡溶液至溶液黄色消失，再过量1滴，快 速冷却后加氯化汞饱和溶液2ml，摇匀后静置3分钟，然后加水20ml、硫磷混酸4ml、二苯胺磺酸钠（0.2%）指示剂8滴，用0.1mol/L的重铬酸钾标准溶液滴定至蓝紫色，溶液30s不褪色即为终点，记录滴定消耗的重铬酸钾标准溶液体积。 3.1.4结果计算 FeCl3 (%)= VC X 162.2 X 10-3 X100 M 式中：V——滴定消耗的重铬酸钾标准溶液的体积，ml； C——重铬酸钾标准溶液的浓度，mol/L； 159.69——与1mol重铬酸钾相当的FeCl3的质量，单位为g； M——试样质量，g。 3.2 Al2O3含量的测定 3.2.1方法提要 在试样溶液中加入过量的EDTA溶液，使EDTA与铝及其它金属离子络合，用醋 酸标准溶液滴定剩余的EDTA，加入氟化物煮沸，使原来已与EDTA络合的铝与氟离子生成六氟合三铝，同时释放出等摩尔的EDTA，最后用醋酸铅标准溶液滴定溶液中的EDTA，求得试样中三氧化二铝的含量。 3.2.2试剂和材料 3.2.2.1EDTA标准溶液，0.05mol/L； 3.2.2.2酚酞(1%)； 3.2.2.3氢氧化钠（30%）； 3.2.2.4盐酸(1+1)； 3.2.2.5溴甲酚绿指示剂； 3.2.2.6氨水(1+1)； 3.2.2.7乙酸—乙酸钠缓冲溶液，PH=5.5； 3.2.2.8二甲酚橙指示剂（5%）；

PAC投加方法

聚合氯化铝铁的使用与投加量配比 聚合氯化铝铁（PAFC）是由铝盐和铁盐混凝水解而成一种无机高分子混凝剂，依据 协同增效原理，加入单质铁离子或三氧化铁和其它含铁化合物复合而制得的一种新型高效混凝剂。适用范围广：应用于生活饮用水，工业用水，生活用水，生活污水和工业污水处理，聚合氯化铝铁对生活饮用水及各种工业用水净化处理有着明显的效果。 因原水性质各异，应根据不同情况，现场调试或作烧杯试验，取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。 1、使用前，将本产品按一定浓度（10-30%）投入溶矾池，注入自来水搅拌使之充分水解，静置至呈红棕色液体，再兑水稀释到所需浓度投加混凝。水厂亦可配成2-5%直接投加，工业废水处理直接配成5-10%投加。 2、投加量的确定，根据原水性质可通过生产调试或烧杯实验视矾花形成适量而定，制水厂可以原用的其它药剂量作为参考，在同等条件下本产品与固体聚合氯 化铝用量大体相当，是固体硫酸铝用量的 1/3-1/4。如果原用的是液体产品，可根 据相应药剂浓度计算酌定。大致按重量比1:3而定。 3、使用时，将上述配制好的药液，泵入计量槽，通过计量投加药液与原水混凝。 4、一般情况下当日配制当日使用，配药需要自来水，稍有沉淀物属正常现象 合氯化铝简称聚铝英文简称PAC，产品在使用时需要根据所处理污水的不同情况，先做小试求得最佳配比药量。 1、为了方便计算，小试溶液配置按重量体积比（W/V），一般以2～5%配为好。如配3%溶液：

称PAC3g，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。 2、生产用量按固体pac：清水=1:5左右先混合溶解后，再加水稀释至2～3%（W/V）的溶液即可。低于1%溶液易水解，会降低使用效果，浓度太高易造成浪费。 3、加药按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，如见沉淀矾花大且上翻，余浊高，则加药量过大，应适当调整。 4、本产品适用一切水处理设施。 加药比例需要做小试试验来确定，要看污水的污染情况而定。 聚合氯化铝使用方法： 液体产品可直接投加或稀释10倍后投加，固体产品稀释5-10%液体投加，有利均匀混合，效果好。稀释后的溶液最好在4-8小时内用完。 投加量视原水浊度及设备而异，一般水净化，固体投加量为水的十万分之一左右（1公升水投加克）。 投药参考: 原水浊度30-100 100-250 250-400 400-1000 1000-5000 5000以上 投加量 20 聚合氯化铝简介阐述： 聚合氯化铝也被称为聚氯化铝，英文简称PAC，是一种新型高分子絮凝剂，聚合氯化铝为黄

聚合氯化铝作用原理

聚合氯化铝为一种无机高分子混凝剂，又被简称为聚铝，是用途广泛的一种水处理药剂产品，由于具有絮凝快，沉降迅速，溶解性好，净水成本低等优点。因此，现深受欢迎。那么，该产品的作用原理是什么呢? 1、水中胶体物质的强烈电中和作用； 2、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用； 3、对溶解性物质的选择性吸附作用。 种类： 1、按照三氧化二铝含量划分 有23含量的，26含量的，28含量的，30含量的。这几种含量都可以用于污水处理，投加到污水里面都能生成大量的电荷团。含量30的聚合氯化铝就比较特殊了，这种聚合氯化铝重金属很低，控制在千分之五以下，安全环保，适用于自来水处理。 2、按照颜色划分 有土黄色、棕褐色、淡黄色、小米黄。每种颜色都代表了不同的含量，土黄

色的氧化铝含量是23-26%；棕褐色的是聚合氯化铝铁，氧化铝含量23-26%，铁含量3-5%；淡黄色的代表了氧化铝含量是28%；小米黄代表了氧化铝含量是30%，自来水处理使用的。 3、按照生产工艺划分 分为了滚筒烘干、喷雾烘干这两种工艺。滚筒烘干的聚合氯化铝含量在23-30%,喷雾烘干的聚合氯化铝含量在30%。除了工艺不同，其应用在污水处理都能使用，都能很快溶解污水、分解净化污水。喷雾烘干的聚合氯化铝不容物更低，可直接应用于饮用水处理。 4、按照原材料划分 钙粉、盐酸、铝矾土酸溶法制作和钙粉、盐酸、氢氧化铝这两种不同的原材料反应工艺，这两种工艺做出的聚合氯化铝产品没有区别，因为原材料的根源都是铝矿石。都能很快的溶解，在污水中快速形成高电荷的氢氧根离子，能快速的分解、净化污水，唯一不同的是采用氢氧铝粉制作聚合氯化铝，产生的固体废弃

利用铝土矿生产聚合氯化铝的工艺技术

利用铝土矿生产聚合氯化铝的工艺技术 一、概况： 聚合氯化铝（PAC）的应用越来越广泛，PAC在处理浊度和天然有机物时，具有碱度消耗少、处理成本低的特点，因此广泛应用于生活饮用水、工业废水的净化处理，另外在医药、铸造、皮革、造纸的工业废水治理中也应用得越来越多。因此PAC是一种很有前途的水处理剂。 二、生产原料： 生产PAC的原料很多，主要分为三大类：1、含铝矿石（如铝土矿、高岭土等）；2、含铝的工业废弃物；3、铝盐等。 三、生产方法： 根据不同的原料有各种不同的生产方法：有酸法、碱法、中和法、热解法、加压反应法、混凝法、电解法、电渗析法等。 四、利用铝土矿生产PAC的工艺技术： 铝土矿是铝含量较高的矿石，在广西有很广的分布，和贮量很大的矿种，不但是生产氧化铝的主要原料，还是生产铝盐的重要来源。利用铝土矿生产聚合氯化铝（PAC），不仅成本低，还可用较低品位的贫矿作原料，更能有利充分利用铝矿资源，创造更大的社会效益和经济效益。 生产工艺可分为三步：第一步，焙烧铝土矿提高其活化性；第二步，酸浸得到PAC液体；第三步，调整盐基度，使之达到国家的质量标准。 其工艺流程如下： 铝土矿→破碎→煅烧→酸浸→过滤→调整盐基度→产品 工艺流程简述： 铝土矿从矿山运回到矿场后，经破碎机粉碎到60-80目左右，进入回转窑焙烧，焙烧温度约600℃-700℃，焙烧时间约2-3小时。焙烧矿经冷却至200℃-300℃时卸入反应釜中，加入盐酸，在0.2-0.3MPa的压力120℃-130℃的温度下，搅拌反应约4-6小时，卸料过滤去沉渣，其滤液即是PAC的液体。由于铝土矿的杂质较多，在酸解时杂质亦进入PAC中，同时由于铝土矿含铝较低，其PAC的盐基度往往比国家标准为低，因此调整浸出液的盐基度到达国家标准，即得到液体的PAC产品，若要生产固体产品，则要加蒸发、结晶设备，一般用喷雾结晶法，使得到PAC的固体产品。

聚氯化铝的生产方法按原料不同分为三氧化二铝法

行内又称聚氯化铝又称碱式氯化铝，简称介于H)3之间的水解产物，其化学通式为[H)m， 其中m≤一1～5。聚氯化铝具有净化效率高、用药量少、易过滤、生产工艺简单等特点，是优良的絮凝剂，广泛用于工业废水和生活废水的净化处理。另外在铸造、医药、制革、造纸等方面也有广泛用途。聚氯化铝分为固体和液体两种产品。固体通常为黄色或无色的树脂状产品，氧化铝含量为40％～50％；液体呈无色、黄褐色或黑色，氧化铝含量为10％以上。 聚氯化铝的生产方法按原料不同分为三氧化二铝法(包括铝土矿、高岭土、煤矸石等)、氢氧化铝法和铝法(包括铝渣、铝灰等)。其中以铝灰为原料生产聚氯化铝具有成本低、原料来源广、流程简单等特点。该法又可细分为中和法和酸溶法。中和法是将烧碱和盐酸分别与铝灰反应产出铝酸钠和三氯化铝，然后以合适的配比合成聚氯化铝。溶法是将铝灰和盐酸反应一次直接产出液体聚氯化铝，它具有反应速度快、工艺简单等特点。 我们以铝灰为原料，对酸溶法制备聚氯化铝工艺进行了研究，得出了制备聚氯化铝的适宜工艺条件。 l 实验部分主要设备：水浴锅、搅拌器、真空泵、电炉、分析天平、酸度计和实验室常用仪器。1．2 实验方法首先对铝灰进行预处理。用水洗的方法除去水溶性的盐类，以降低盐酸耗量，处理后的铝灰含氧化铝为30％左右。然后将工业盐酸与一定量的水放入反应器内，搅拌，并用水浴加热。称取100 步加人盐酸溶液中，由于反应剧烈，放热量大，应不断搅拌并随时补加水，反应时间控制在6 h～12 h，反应温度96℃，反应结束后加入一定量的水稀释物料，调节～4．5，陈化15 h～24 酸与铝灰的反应为：2 (6 H) 3H2& (6 3 3H) 应中铝的溶出、产物的水解和水解产物的聚合是交叉进行的。液体聚氯化铝制备流程见图1。 2实验结果与讨论2．1投料比[铝灰量(g)／的影响投料比对产品质量有很大影响。判断聚氯化铝质量的一个指标是盐基度，盐基度为聚氯化铝中氢氧根与铝的当量百分比，即，盐基度=[[× 100%。当盐基度为50～80时，产品的絮凝效果最佳。在盛有100 95℃左右，反应6 h～12 h。 对产品的测定表明，随着投料比增加，液体成品中氧化铝的量增加，盐基度也增加。通过对比实验，选择投料比为3：1。实验数据见表1。表1投料比与氧化铝含量和盐基度的关系2．2加水量的影响反应过程中，特别是反应前期，由于反应剧烈，水分挥发损失较大，应及时加水补充。加水量过少会造成铝灰结块，反应不完全，加水过多，则会使盐酸浓度变低，反应不宜进行，造成盐基度减小，因此加水量要适当。经实验，选用100 150 00 ．3反应时间的影响按铝灰：为3：1：3的比例改变反应时间进行实验，盐基度和氧化铝含量随反应时间的增加而增加，但当反应时间超过7 基度的变化趋‘于稳定，因此取6 验结果见表2。 表2反应时间与盐基度的关系反应时间／h 1 2 3 4 5 6 7 8盐基度／％ 25 34 40 46 49 51 53 542．4盐酸浓度的影响在其它因素不变的情况下，改变盐酸浓度进行实验，发现随着盐酸浓度的增加，盐基度增加，但酸的挥发量也增加，反应过于激烈，造成环境污染，操作困难。综合考虑，选用20％的盐酸(将31％左右的工业盐酸稀释至20％)。2．5溶液盐基度的调整聚氯化铝产品中氧化铝及盐基度都要达到标准，为此常加入少量碱性物质对以上指标进行调整，使液体聚氯化铝中氧化铝含量大于10％，盐基度为45～70。碱用量用下式确定：G=)P(B—b)／100一碱用量，kg；实际耗碱量与理论耗碱量之比，碱与氧化铝的当量之比；A——被调整溶液中氧化铝含量，％；B——成品溶液的盐基度，％；P——被调整溶液的重量，kg；b——被调整溶液的盐基度，％；n——碱的有效含量系数。加入30％液体产品的氧化铝含量为10％以上，～5．0，盐基度为50％～65％。3 结论a)通过实验，确定了以铝灰为原料，采用酸溶一步法制备聚氯化铝的工艺条件。b)本工艺具有流程短、生产设备简单、成本低等特点，用工业废渣铝灰为原料生产聚合氯化铝对于治理环境具有重要意义。

聚合氯化铝的制备及其在污水上的应用

聚合氯化铝的制备及其在污水上的应用 摘要： 聚合氯化铝絮凝剂在水处理中应用广泛，是水处理药剂研究的热点之一。聚合氯化铝（PAC）由于具有投加量少、絮体大、絮体沉降速度快、成本低、混凝效果好等优点，目前在国内外广泛应用于水和污水处理上。文章介绍了国内聚合氯化铝絮凝剂的制备方法，归纳了聚合氯化铝的制备技术，分析了各种制备技术的特点及对聚合氯化铝在污水处理中的应用情况进行了综合论述。 关键字：聚合氯化铝；絮凝剂；水处理技术 Abstract： Polyaluminum chloride flocculant is widely used for water treatment, and is one of the researchhotspots of water treatment reagent. Due to its low dosage，large and fast-settling resulted flocs，low cost and good coagulation effect，polyaluminium chloride（PAC）is globally applied in water and wastewater treatment.The preparation technologies of polyaluminum chloride applied in China were emphatically introduced, technologies of polyaluminum chloride preparation were summed up and their characteristics were analyzed,and the application status and research prospects of PAC in wastewater treatment. Keywords：polyaluminum; flocculant; water treatment technology 一、前言 水处理剂是工业用水、生活用水、废水处置进程中必需的化学药剂，通过运用这些化学药剂，可使水到达必一定的质量要求。即水处理药剂的首要效果是节制水垢和污泥的构成、削减泡沫、削减与水接触的资料侵蚀、除去水中的悬浮固体和有毒物质、除臭脱色、软化水质等。目前我国水处理剂的品种主要有阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、无机凝聚剂、有机絮凝剂等几大类。其中，聚合氯化铝作为一种无机高分子混凝剂，主要用于净化饮用水，还用于给水的特殊水质处理、除铁、除镉、除氟、除放射性污染、除浮油等。因此被广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。 近年来，随着城镇化进度的快速推进和我国工业快速发展，带来了城镇用水和工业用水的快速激增以及我国水系污染综合治理力度的加大，水处理剂的需求量日益增长，2012

聚合氯化铝_PAC_混凝剂研究的进展

聚合氯化铝(PA C)混凝剂研究的进展Ξ 王亚芝1,曹培锋2,任毅斌2 (1.河北省环境科学研究院;2.河北省环境工程评估中心;31石家庄市环境监测中心,河北石家庄　050021) 摘　要:本文概括和评论了PA C的基本形态、作用机理、生产工艺、产品标准和应用的研究的主要内容、取得的进展。 关键词:聚合氯化铝;水解;沉淀;絮凝 聚合氯化铝(PA C)是30年代发展起来的一种高效的无机高分子絮凝剂,60年代后期正式投入工业生产和应用,被广泛应用于上下水、循环用水、工业废水处理及污泥脱水等过程中,关于PA C的基本形态、作用机理、生产工艺、产品标准和应用的研究也活跃起来。 1　基本形态 水解PA C形态一直是分析、催化、土壤、地球化学、新材料、环境科学和生物毒理学等众多领域研究的前沿和热点。由于制备途径、反应条件和溶液化学组成等诸多因素的影响,铝水解聚合反应过程及其形态分布极其复杂,水解产物不稳定,因此现有的实验方法、仪器性能及分析和测试手段均制约了对铝水解溶液中各种形态的结构特征、相对含量及其形成机理的研究进展。现代PA C的研究已从形态学上确定了PA C中起最佳絮凝做用的铝化学状态为A l13聚合态[1]。 近年来通常采用A l-Ferron逐时络合比色法和27A l核磁共振法(NM R)进行形态的检测,其中A l -Ferron逐时络合比色法由Sm ith在1971年改进提出的逐时络合比色法,利用A l( )的各种水解聚合形态与Ferron解离——络合反应速度不同区分其相对形态,将铝的水解状态定量为A la、A l b和A lc 三种形态;27A l核磁共振法(NM R)由A k itt等在70年代后期提出的,可以定量检测出水解液中A l单质、A l13O4(OH)247+聚合物和其它不可测得的形态。汤鸿宵等研究结果表明A l-Ferron比色法所测得A lb形态的含量与A l核磁共振法(NM R)所测得A l13形态的含量十分吻合,两种方法在定量测定PA C溶液的形态分布上有很好的相关关系[2]。王东升等人采用A l-Ferron法研究了悬浮体系中PA C 的形态分布表征,结果表明混合方式对A l-Ferron 法的应用具有一定的影响作用,颗粒物的存在对反应的影响主要取决于其浓度与粒度分布,A l-Ferron法完全适用于颗粒物悬浮体系中的形态分布表征[3]。其它形态检测方法包括A llouche等采用高分辨率的原位27A l-NM R方法检测法[4]、容量滴定法[5]、透光率脉动检测法[6]。 除此之外,人们还用计算模型或模式来量化形态分布。栾兆坤应用‘M I N EQL’化学平衡模式对采用不同反应途径制得的聚合铝(PA C)溶液中的化学形态分布硅铝进行了定量模拟研究[7];卢建杭等人考察了A l-Ferron逐时络合比色反应假一级反应动力学特征,结果表明当碱铝比处于2.0～2.5之间,A l b的初始浓度和假一级速率常数随碱铝比的变化情况在一定程度上可以反映PA C溶液的形态分布和转化特征[8]。王趁义等人应用ExpA ssoc分布对A l-Ferron逐时络合动力学曲线进行了定量模拟[9],并依据A l( )盐强制水解聚合过程的电位滴定实验结果,给出了通过电位滴定实验计算PA C含量的定量公式[10]。 2　作用机理 水解后的带有正电荷的PA C在静电库仑力、分子间范德华力、憎水斥力以及羟基与表面的键合力等的作用下,吸附在水中悬浮的胶体上。PA C在颗粒物表面结合后,颗粒物所带负电荷转化为正电荷, PA C则在颗粒物表面发生进一步的水解,在高浓度、高pH条件下单核络合物缩聚为一系列多核络合物,最后形成表面无限聚合度氢氧化铝沉淀,此时的凝聚作用转化为絮凝作用为主,电中和作用转化为粘附卷扫作用为主。絮凝法处理可以分为凝聚阶段、絮凝阶段和沉降阶段。 凝聚几乎是瞬时发生的,因此絮凝剂必须以尽快的速度(<0.1s)在水解反应完成之前就分散到水 31 　2009年第10期 内蒙古石油化工Ξ收稿日期:2008-12- 作者简介:王亚芝(1972-),女,硕士。

食品级白色聚合氯化铝

食品级白色聚合氯化铝 巩义市元杰净水材料有限公司食品级白色聚合氯化铝是由氢氧化铝粉与高纯盐酸经喷雾干燥加工而成的一种白色或乳白色奶粉状精细粉末，裸露在空气中极易融化。近年来，白色聚合氯化铝已取代硫酸铝做为造纸行业的中性施胶沉淀剂。 食品级白色聚合氯化铝生产工艺 1．金属铝法所用原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。我国以金属铝为原料生产聚合氯化铝的厂家大多采用酸法生产。 (1)酸法 酸法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便的优点，但溶液中的杂质含量偏高，尤其是重金属元素含量通常容易超标，产品质量不稳定，设备腐蚀严重。 (2)碱法 碱法生产工艺则难度较高，设备投资较大，由于用碱量大，还要大量盐酸中和至pH=4-5，成本较高，其应用受到一定限制。 (3)中和法 中和法的特点是综合了酸法和碱法两者的优点。中和法的关键在于合成聚合氯化铝时，铝酸钠和三氯化铝溶液之间的配比必须严格控制，使盐基度达到标准要求。盐基度是否合格，是决定产品质量的一个重要指标。而且在合成时必须进行剧烈地搅拌。 2．氢氧化铝法

所用原料主要是拜尔法炼铝过程中的活性氢氧化铝。生产中采用过量的活性氢氧化铝和盐酸，在较高温度(50-180℃)和压力(0．5MPa)下反应制得盐基度为41.6-48.6%的液体聚合氯化铝产品，然后经浓缩、烘干即得固体聚合氯化铝产品。此法生产工艺过程较简单，反应条件也较苛刻，对设备要求较高，腐蚀性强，一般市售搪玻璃反应釜都难以适应，生产中要确保产品质量颇为不易。 3．结晶氯化铝 以结晶氯化铝生产聚合氯化铝一般采用沸腾热解法工艺。该法生产能力大。结晶氯化铝经过一定温度加热后，便分解出一定量的氯化氢气体和水分而变成粉末状产物，即是聚合氯化铝单体(又称熟料)。将熟料加一定量的水搅拌，则在较短时间内固化形成树脂状产物，即为白色聚合氯化铝。沸腾热解法生产白色聚合氯化铝流程简单、操作方便，但由于生产中使用的结晶氯化铝来源所限，生产成本相对较高，限制了白色聚合氯化铝的生产。 4．三氧化二铝法 主要原料为三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。此工艺的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合氯化铝利用高岭土生产聚氯化铝的工艺流程大致分为3步；精矿焙烧活化、

聚合氯化铝的作用是什么

聚合氯化铝 豫嵩聚合氯化铝作用 聚（合）氯化铝其絮凝作用表现如下： a、水中胶体物质的强烈电中和作用。 b、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用。 c、对溶解性物质的选择性吸附作用。 豫嵩聚合氯化铝合成方法： 豫嵩聚合氯化铝基本制造方法聚合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。 1.金属铝法:采用金属铝法合成聚合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。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. 2.氢氧化铝法:氢氧化铝粉纯度比较高，合成的聚合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. 3.三氧化铝法: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合氯化铝 4.氯化铝法:采用氯化铝粉为原料,加工聚合氯化铝.这种方法应用最为普遍,主要有中和法、电化学法和热分解法三种 豫嵩聚合氯化铝技术参数 指标名称饮用水% 非饮水% 氧化铝(AL2O3)的质量分数/% ≥28-30 27-29.0 盐基度/% 40-90 40-90 密度(20oC)/(g/cm3)≥ 1.12 1.12

水不溶物的质量分数/% ≤ 1.0 1.5 PH(1%水溶液) 3.5-5.0 3.5-5.0 砷(As)的质量分数/% ≤ 0.005 0.005 铅(Pb)的质量分数/% ≤ 0.001 0.003 镉(Cd)的质量分数/% ≤ 0.002 0.002 汞(Hg)的质量分数/% ≤ 0.00001 0.00001 六价铬(Cr+6)的质量分数/% ≤ 0.005 0.005 注：表中液体产品所列砷、铅、镉、汞、六价铬，当氧化铝含量〉10.0%时， 应按实际含量折算成氧化铝10.0%产品，计算各项杂志指标 豫嵩聚合氯化铝性能 a 、净化后的水质优于硫酸铝絮凝剂，净水成本与之相比低15－30％。 b 、絮凝体形成快、沉降速度快，比硫酸铝等传统产品处理能力大。 c 、消耗水中碱度低于各种无机絮凝剂，因而可不投或少投碱剂。 d 、适应的源水PH5.0-9.0范围均可凝聚。 e 、腐蚀性小，操作条件好。 f 、溶解性优于硫酸铝。 g 、处理水中盐分增加少，有利于离子交换处理和高纯制水。 h 、对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机絮凝剂。

聚合氯化铝的多种生产工艺

聚合氯化铝的多种生产工艺 在水处理领域中，絮凝法净化水是最古老的固液分离方法之一，由于其适用性广、工艺简单、处理成本低等特点，絮凝法目前仍广泛应用于饮用水、生活污水和工业废水处理中。聚合氯化铝(PAC)是一种优良的无机高分子絮凝剂．它首先在日本研制成功并与20世纪60年代投入工业化生产，是目前技术最为成熟，市场销量最大的絮凝剂。PAC使用时具有絮体形成快、沉淀性能好，水中碱度消耗少，特别是对水温、pH值、浊度和有机物含量变化适应性强等优点。我国从上世纪70年代开始，已对聚合氯化铝进行了研发，近年来随着实验室研究的深入，工业生产得到了快速的发展。本文从PAC生产的不同原料的角度．对目前我国聚合氯化铝的生产技术进行了论述和探讨。 1、聚合氯化铝的制备技术 1．1 以铝屑、铝灰及铝渣为原料 1．1．1 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。铝反应为放热反应，如果控制好反应条件如盐酸浓度和量，水量及投加速度和顺序，就可以充分利用铝反应放出的热量，使反应降低对外加热量的依赖度，甚至不需外加热源而通过自热进行反应，控

制其盐基度至合格。该法具有反应速度快，投资设备少，工艺简单，操作方便等特点，产品盐基度和氧化铝含量较高，因而该法在国内被普遍采用。但此工艺对设备腐蚀较严重，生产出的产品杂质较多，特别是重金属含量容易超标，产品质量不稳定。阮复昌等利用电解铝粉、分析纯盐酸为原料，在实验室制备出了超纯的聚合氯化铝,据称可用于实验室制备聚合氯化铝标准溶液。 1．1．2 碱溶法 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，制得聚合氯化铝溶液。这种方法的制得的产品外观较好，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。 1．1．3 中和法该法 是先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应．分别制得氯化铝和铝酸钠，再把两种溶液混合中和．即制得聚合氯化铝液体。用此方法生产出的产品不溶物杂质较少，但成本较高。刘春涛等l2 先用盐酸与铝箔反应，再把得到的氯化铝分为两部分，一部分用氨水调节pH值至6～6．5．得到氢氧化铝后．再把另一部分氯化铝加入到氢氧化铝中使其反应．得到聚合氯化铝液体产品，干燥后得到固体产品，据称产品的铝含量和盐基度等指标都很高。 1．1．4 原电池法 该工艺是铝灰酸溶一步法的改进工艺，根据电化学原理．金属铝