聚合氯化铝(PAC)物化性质和制备方法（二）

[db:作者] / 2022-12-27 00:00

(3)以铝土矿、高岭土、明矾石等含铝矿物为原料。铝土矿是一种含铝水合物的土状矿物，其中主要矿物有三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石或这几种矿物的混合物，铝土矿中Al2O3的质量分数一般在40%～80%，主要杂质有硅、铁、钛等的氧化物。高岭土铝的质量分数在40%左右，其分布较广，蕴藏丰富，主要成分为三氧化二铝和二氧化硅明矾石。在提取氯化物、硫酸、钾盐的同时，可制得聚合氯化铝。这些矿物中的铝一般不能被酸溶出，必须经一系列加工处理后才能使铝溶出，按铝的溶出方式分为酸法和碱法。酸溶法适用于除一水硬铝矿外的大多数矿物。生产工艺是:

①矿物破碎，为使液固相反应有较大的接触面，使氧化铝尽量溶出，同时又考虑到残渣分离难度问题，通常将矿石加工到40～60目的粉末；

②矿粉焙烧，为提高氧化铝的溶出率，需对矿粉进行焙烧，最佳焙烧时间和焙烧温度与矿石种类和性质有关，通常在600～800℃；

③酸溶，铝灰和盐酸按一定配比反应，在形成的溶液中，A13+以[Al(H2O)6]3+存在，通常加入的盐酸浓度越高，氧化铝溶出率越高，但考虑到盐酸挥发问题，通常选用质量分数为20%左右的盐酸，调整盐基度熟化后即得到聚合氯化铝产品。

一水硬铝石或其他难溶于酸的矿石，可用碱法制备聚合氯化铝。生产工艺前两步与酸法一样，都需破碎和焙烧，后用碱溶，用碳酸钠或氢氧化钠或其他碱与矿粉液反应，制得铝酸钠，再用碳酸氢钠和盐酸调节，制得聚合氯化铝。碱法投资大，设备复杂，成本高，一般使用较少。

(4)电解法

该法中科院研究较多，通常以铝板为阳极，以不锈钢为阴极，氯化铝为电解液，通以直流电，在低压、高电流的条件下，制得聚合氯化铝。曲久辉等利用此法制得了碱化度高、Al含量高的聚合氯化铝产品。也有学者对此装置进行了改进，如何锡辉等用对氢过电位更低的金属铜作阴极，且可提高耐腐蚀性和导电性。罗亚田等用特制的倒极电源装置合成聚合氯化铝，据称可以减少电解过程中的极化现象。

[制备方法]用三氯化铝为原料有中和法，热解法。

中和法制备原理:

mAl2(OH)3+6mHCl+mxH2O→[Al2(OH)nCl1-n·xH2O]m

将AlCl3·6H2O溶于0.05～0.08mol/L的盐酸溶液中，配成0.5～0.8mol/L AlCl3溶液；在反应温度80～90℃及搅拌条件下，往AlCl3溶液中缓慢滴加2～2.5mol/L的NaOH溶液，使得碱化度B值达到1.5～2.5，即得到所述的聚合氯化铝。本发明制得的饮用水处理混凝剂有效成分含量高，聚合度大，分子链网密布，在饮用水处理过程中具有更强的吸附凝聚能力和低铝残留，是一种高效、低耗、安全的高效环保饮用水处理混凝剂。

随着聚合氯化铝应用范围的扩大，对产品中的杂质要求越来越严，现在很多生产过程采用氢氧化铝和盐酸中和、水解聚合，结晶三氯化铝沸腾热解等原料较纯的方法生产聚合氯化铝，以满足不同应用领域的品质要求。

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