聚合氯化铝(Poly Aluminium Chloride,简称PAC),又称碱式氯化铝、羟基氯化铝,是一种水溶性无机高分子聚合物,化学通式为[Al₂(OH)ₙCl₆₋ₙ]ₘ(m≤10,n=3-5)。
理化性质
- 外观:液体聚合氯化铝通常是淡黄色或无色透明液,也有黄褐色、灰黑色、灰白色等;固体聚合氯化铝色泽与液体类似,盐基度在30%以下时为晶体,60%以上逐渐变为玻璃体或树脂状。
- 其他性质: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110℃以上会分解放出氯化氢,并分解为氧化铝,与酸作用发生解聚反应,与碱反应使聚合度和盐基度提高,与硫酸铝或其他多价酸混合时易生成沉淀。
作用机理
聚合氯化铝加入水中水解后,絮凝体形成速度快,能吸附水中其它杂质颗粒,使自身体积不断增大,当增大到一定程度时,就沉积于容器底部,从而达到净化水的目的。其中,聚十三铝是聚合氯化铝中的*佳凝聚絮凝成分。
制备方法
- 金属铝直接溶解法:金属态铝直接与盐酸或三氯化铝反应,根据反应时投料的铝氯当量比值,能一次得到所要求盐基度的聚合氯化铝,但原料昂贵,工业生产价值不大。
- 以结晶氢氧化铝为原料:有凝胶法、气流活化法、加压溶出法等,可生产出高质量的聚合氯化铝产品。
- 以三氯化铝为原料:包括中和法、电渗析法、热分解法等,通过加入碱性物质、利用离子交换树脂或控制热分解进程等方式制备聚合氯化铝。
- 以黏土矿或铝土矿为原料:可分为酸法和碱法,使矿物中的铝溶出,再分离杂质,后续用其他方法进一步制备。
- 以铝酸钙粉为原料:铝酸钙粉在酸溶条件下,氧化铝溶出率可达80%以上,可单独使用或在二次碱调增铝工艺步骤上使用,制取高碱化度的聚合氯化铝产品。
应用领域
- 水处理领域:是常用的水处理絮凝剂,广泛应用于饮用水、工业用水、工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。
- 造纸工业:作为中性施胶沉淀剂,能有效地促进絮凝、施胶,降低生产成本,提高纸张的白度和耐折性。
- 其他领域:还可用于印染、水泥速凝剂、医药用品、化妆品等行业。