聚合氯化鋁(PAC)的生產(chǎn)工藝根據(jù)原料和技術(shù)路線不同,可分為以下幾類:
一、基于原料的生產(chǎn)工藝
金屬鋁法
原料:鋁屑、鋁灰、鋁渣等金屬鋁廢料。
工藝:酸法:鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁,經(jīng)聚合、沉降得到液體 PAC,再干燥成固體。
優(yōu)點(diǎn):工藝簡單、反應(yīng)快;缺點(diǎn):雜質(zhì)多(重金屬易超標(biāo))、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。
堿法:鋁與氫氧化鈉反應(yīng)生成鋁酸鈉,再酸化聚合。
優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)品純度高;缺點(diǎn):成本高、工藝復(fù)雜。
中和法:鋁酸鈉與氯化鋁溶液按比例混合,調(diào)節(jié)鹽基度。
特點(diǎn):綜合酸法與堿法優(yōu)點(diǎn),需嚴(yán)格控制配比。
氫氧化鋁法
原料:高純度氫氧化鋁(如拜爾法煉鋁副產(chǎn)品)。
工藝:氫氧化鋁與鹽酸在高溫(50-180℃)、高壓(0.5MPa)下反應(yīng),生成液體 PAC,再經(jīng)濃縮、干燥制得固體。
優(yōu)點(diǎn):重金屬含量低,適合飲用水處理;缺點(diǎn):鹽基度較低,需額外調(diào)堿。
三氧化二鋁法
原料:鋁礬土、高嶺土、煤矸石等含鋁礦物。
工藝:酸溶法:礦物焙燒活化后與鹽酸反應(yīng),過濾、聚合得到 PAC。
熱解法:礦物酸溶生成結(jié)晶氯化鋁,加熱分解脫 HCl 后聚合。
優(yōu)點(diǎn):原料來源廣、成本低;缺點(diǎn):流程復(fù)雜,需控制雜質(zhì)。
氯化鋁法
原料:結(jié)晶氯化鋁(AlCl??6H?O)。
工藝:沸騰熱解法:結(jié)晶氯化鋁加熱至 170℃分解,生成聚合氯化鋁單體,再加水固化。
優(yōu)點(diǎn):流程簡單;缺點(diǎn):原料成本高,應(yīng)用受限。
中和法:氯化鋁與鋁酸鈣粉直接反應(yīng),提高鹽基度。
二、后處理工藝
液體 PAC直接通過沉淀、過濾得到,適合現(xiàn)場(chǎng)使用或低成本需求。
固體 PAC滾筒干燥:液體 PAC 經(jīng)滾筒加熱脫水,形成粉狀或顆粒狀固體。
優(yōu)點(diǎn):成本低;缺點(diǎn):純度較低。
噴霧干燥:液體 PAC 霧化后熱空氣干燥,形成超細(xì)粉末。
優(yōu)點(diǎn):純度高、溶解性好;缺點(diǎn):能耗高。
板框壓濾:液體 PAC 壓濾去除雜質(zhì),再干燥。
優(yōu)點(diǎn):雜質(zhì)少,適合飲用水處理;缺點(diǎn):工藝復(fù)雜。
三、工藝選擇的關(guān)鍵因素
原料成本:金屬鋁法依賴廢料,礦物法原料廣泛,氫氧化鋁法成本較高。
產(chǎn)品用途:飲用水處理需高純度(如氫氧化鋁法、噴霧干燥),工業(yè)廢水可用低成本工藝(如礦物酸溶法)。
環(huán)保要求:酸法產(chǎn)生酸霧,熱解法需控制 HCl 排放,需配套環(huán)保設(shè)備。
總結(jié)
目前國內(nèi)主流工藝為酸法 + 鋁酸鈣粉調(diào)堿(礦物或金屬鋁為原料),兼顧成本與鹽基度;高端產(chǎn)品(如白色 PAC)多采用氫氧化鋁法或噴霧干燥技術(shù)。選擇工藝時(shí)需綜合原料來源、產(chǎn)品定位及環(huán)保要求。