聚合氯化铝是什么?

　　聚合氯化铝(Poly Aluminium Chloride，简称 PAC)是一种水溶性无机高分子聚合物，通常也称为碱式氯化铝或混凝剂。以下是关于聚合氯化铝的详细介绍：

　　基本性质

　　· 外观：液体聚合氯化铝是淡黄色或无色透明液，但实际色泽因含杂质及盐基度大小不同而异，有黄褐色、灰黑色、灰白色多种。固体聚合氯化铝色泽与液体类似，其形状随盐基度而变，盐基度在 30% 以下时为晶体;在 60% 以上逐渐变为玻璃体或树脂状。

　　· 气味与溶解性：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。

　　· 稳定性与分解性：加热 110℃以上时会发生分解放出氯化氢，并分解为氧化铝。

　　作用机理

　　聚合氯化铝不是单一的形态组成，而是包含了单体和聚合体在内的各种形态，按一定比例组成的复杂的化合物。它实际上是在一定条件下铝盐在水解 - 聚合 - 沉淀反应动力学过程的中间产物，其化学形态属于多核羟基配合物或无机高分子化合物. 其作用机理主要包括以下几个方面 ：

　　· 吸附电中和：聚合氯化铝水解后产生带正电荷的胶体颗粒，能够与水中带负电荷的胶体杂质和悬浮物发生电中和作用，使它们失去稳定性，进而凝聚在一起。

　　· 吸附架桥：聚合氯化铝的高分子链结构可以在胶体颗粒之间形成吸附架桥，将多个颗粒连接在一起，形成较大的絮凝体，便于沉淀和过滤去除。

　　· 压缩双电层：通过压缩水中胶体颗粒的双电层，降低颗粒间的静电斥力，使它们更容易相互靠近并凝聚。

　　· 沉淀物网捕：在水解过程中形成的氢氧化铝沉淀可以作为网捕剂，将水中的微小颗粒和溶解性物质吸附到其表面，一同沉淀下来，从而达到净化水质的目的。

　　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，能一次得到所要求的盐基度的聚合氯化铝，但由于原料昂贵，此方法除实验室制造外，工业生产价值不大。

　　· 以结晶氢氧化铝为原料凝胶法：将结晶氢氧化铝变为无定形态的凝胶状氢氧化铝，再和盐酸反应生成聚合氯化铝。该方法生产条件好、产品品质高，但流程长、成本高。

　　· 气流活化法：结晶氢氧化铝在热气流中部分脱水，得到比表面积较大的活性氧化铝，再与盐酸反应、聚合，得到液体聚合氯化铝产品。

　　· 加压溶出法：通过加压使盐酸与结晶氢氧化铝的反应温度提高，从而增加氢氧化铝的溶解，可直接生产出盐基度低于 30% 的高浓度聚合氯化铝产品，通常采用铝酸钙矿粉进行中和聚合，以制备出高浓度及高质量的聚合氯化铝产品。

　　· 以三氯化铝为原料中和法：在三氯化铝溶液中加入氢氧化钠、石灰、石灰石和碳酸钠等碱性物质，提高氢氧根离子浓度，以促进三氯化铝的不断水解，不同的加碱量可得到不同盐基度的聚合氯化铝溶液。

　　· 电渗析法：以三氯化铝(或低盐基度的聚合氯化铝)为原料，利用离子交换树脂的选择性和水的电解原理来制备产品。

　　· 热分解法：三氯化铝在加热条件下发生分解反应，生成氧化铝和氯化氢气体，控制热分解的进程，便能得到介于三氯化铝和氧化铝之间的一系列中间产物，即不同盐基度的聚合氯化铝。

　　· 以黏土矿或铝土矿为原料：黏土矿(或煤矸石)或铝土矿中的铝一般不能直接在酸中溶出，需经过一系列加热过程使铝溶出，再将杂质进行分离，之后可用上述的一些方法来制备聚合氯化铝。

　　· 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，可单独使用铝酸钙粉作为聚合氯化铝生产原料，也可在二次碱调增铝工艺步骤上使用，既得到高碱化度的聚合氯化铝产品，又可增加聚合氯化铝的氧化铝含量。

　　质量指标

　　聚合氯化铝有三个主要指标 ：

　　· 三氧化二铝含量：要求均匀、稳定，以实现对胶体颗粒良好的吸附凝聚。

　　· 盐基度：是羟基与铝的比值，即盐基度，作为聚合氯化铝最重要的指标之一，盐基度的高低对混凝效果有重要的影响，水质不同，其适用的盐基度不同。

　　· 水不溶物：其含量越低，说明产品的纯度越高，在使用过程中产生的污泥量越少。

　　应用领域

　　· 水处理领域：作为絮凝剂适用于较复杂的江河水、水库水、工业循环水及污水的净化处理等，能有效去除水中的悬浮物、胶体物质、重金属离子、有机物等杂质，降低水的浊度、色度，使水质达到排放标准或满足回用要求。

　　· 工业生产领域：适用于造纸、印染、水泥速凝剂、医药用品、化妆品等其他行业的生产过程。例如在造纸工业中用作纸张施胶沉淀剂，可提高纸张的抗水性和强度;在印染行业中可作为媒染剂和助凝剂，帮助去除印染废水中的染料和助剂;在医药和化妆品行业中可作为原料或添加剂，用于药品和化妆品的生产。