聚合氯化鋁(PAC)的生產工藝根據原料和技術路線不同,可分為以下幾類:
一、基于原料的生產工藝
金屬鋁法
原料:鋁屑、鋁灰、鋁渣等金屬鋁廢料。
工藝:酸法:鋁與鹽酸反應生成氯化鋁,經聚合、沉降得到液體 PAC,再干燥成固體。
優(yōu)點:工藝簡單、反應快;缺點:雜質多(重金屬易超標)、設備腐蝕嚴重。
堿法:鋁與氫氧化鈉反應生成鋁酸鈉,再酸化聚合。
優(yōu)點:產品純度高;缺點:成本高、工藝復雜。
中和法:鋁酸鈉與氯化鋁溶液按比例混合,調節(jié)鹽基度。
特點:綜合酸法與堿法優(yōu)點,需嚴格控制配比。
氫氧化鋁法
原料:高純度氫氧化鋁(如拜爾法煉鋁副產品)。
工藝:氫氧化鋁與鹽酸在高溫(50-180℃)、高壓(0.5MPa)下反應,生成液體 PAC,再經濃縮、干燥制得固體。
優(yōu)點:重金屬含量低,適合飲用水處理;缺點:鹽基度較低,需額外調堿。
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,過濾、聚合得到 PAC。
熱解法:礦物酸溶生成結晶氯化鋁,加熱分解脫 HCl 后聚合。
優(yōu)點:原料來源廣、成本低;缺點:流程復雜,需控制雜質。
氯化鋁法
原料:結晶氯化鋁(AlCl??6H?O)。
工藝:沸騰熱解法:結晶氯化鋁加熱至 170℃分解,生成聚合氯化鋁單體,再加水固化。
優(yōu)點:流程簡單;缺點:原料成本高,應用受限。
中和法:氯化鋁與鋁酸鈣粉直接反應,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)場使用或低成本需求。
固體 PAC滾筒干燥:液體 PAC 經滾筒加熱脫水,形成粉狀或顆粒狀固體。
優(yōu)點:成本低;缺點:純度較低。
噴霧干燥:液體 PAC 霧化后熱空氣干燥,形成超細粉末。
優(yōu)點:純度高、溶解性好;缺點:能耗高。
板框壓濾:液體 PAC 壓濾去除雜質,再干燥。
優(yōu)點:雜質少,適合飲用水處理;缺點:工藝復雜。
三、工藝選擇的關鍵因素
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:酸法產生酸霧,熱解法需控制 HCl 排放,需配套環(huán)保設備。
總結
目前國內主流工藝為酸法 + 鋁酸鈣粉調堿(礦物或金屬鋁為原料),兼顧成本與鹽基度;高端產品(如白色 PAC)多采用氫氧化鋁法或噴霧干燥技術。選擇工藝時需綜合原料來源、產品定位及環(huán)保要求。