聚合氯化鋁的制法很多,按生產(chǎn)工藝可分為酸法、減法、中和法、熱解法、加壓反應(yīng)法、混凝膠法、電滲析法、電解法等。固體聚合氯化鋁是將液體聚合氯化鋁用噴霧干燥或滾筒干燥得到的,噴霧干燥是比較理想的干燥方式,適于大規(guī)模生產(chǎn),而生產(chǎn)規(guī)模較小的生產(chǎn)企業(yè)采用滾筒干燥也是可行的。目前我國生產(chǎn)聚合氯化鋁的方法主要有金屬鋁(包括鋁灰、鉛渣)法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁(包括鋁礬土、煤矸石等)法、結(jié)晶氯化鋁法等。
一種:聚合氯化鋁,其通式為[AL2(OH)LnCL6-n]m。產(chǎn)品有液體和固體共兩種。液體PAC是淡黃色或無色透明液,但實際色澤因含雜質(zhì)及鹽基度大小不同而有所差異,有黃褐色、灰黑色、灰白色多種其實際應(yīng)用效果是固體的三分之一左右。固體聚合氯化鋁色澤與液體產(chǎn)品類似,其形狀也隨鹽基度而變,鹽基度在30%以下時為晶體;在30-50%為膠狀物;在70%以上時逐漸變?yōu)椴Aw或樹脂狀。固體聚合氯化鋁PAC鹽基度在70%以上時不易潮解,而在70%以下易吸潮并液化,不便保存。工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用的主要是26.28.30這三種規(guī)格,廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)。
1.金屬鋁法:所用原料主要是鋁加工的下腳料鋁屑、鋁灰和鋁渣等。在工藝上可分為酸法、堿法、中和法三種。目前,我國以金屬鋁為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁廠家大多采用酸法生產(chǎn)。
1.酸法:酸法具有反應(yīng)速度快、設(shè)備投資少、工藝簡單、操作方便的優(yōu)點,但溶液中的雜質(zhì)含量偏高,尤其是重金屬元素含量通常容易超標(biāo),產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。
2.堿法:堿法生產(chǎn)工藝則難度較高,設(shè)備投資較大,由于用堿量大,還要大量鹽酸中和至pH=4-5,成本較高,其應(yīng)用受到一定限制。
3.中和法:中和法的特點是綜合了酸法和堿法兩者的優(yōu)點。中和法的關(guān)鍵在于合成聚合氯化鋁時,鋁酸鈉和三氯化鋁溶液之間的配比必須嚴(yán)格控制,使鹽基度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。鹽基度是否合格,是決定產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。而且在合成時必須進(jìn)行劇烈地攪拌。以鋁灰為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁的幾種方法的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
2.氫氧化鋁法:所用原料主要是煉鋁過程中的活性氫氧化鋁。生產(chǎn)中采用過量的活性氫氧化鋁和鹽酸,在較高溫度(50-180℃)和壓力(0.5MPa)下反應(yīng)制得鹽基度為41.6-48.6%的液體聚合氯化鋁產(chǎn)品,然后經(jīng)濃縮、烘干即得固體聚合氯化鋁產(chǎn)品。此法生產(chǎn)工藝過程較簡單,反應(yīng)條件也較苛刻,對設(shè)備要求較高,腐蝕性強,生產(chǎn)中要確保產(chǎn)品質(zhì)量頗為不易。
以氫氧化鋁為原料生產(chǎn)PAC產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)。
3.三氧化二鋁法:主要原料為三水鋁石、鋁釩土、高嶺土、煤矸石等。此工藝的一步是得到結(jié)晶氯化鋁,二步是通過熱解法或中和法得到聚合氯化鋁以鋁礬土為原料生產(chǎn)聚合氯化鋁的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。利用高嶺土生產(chǎn)聚合氯化鋁工藝流程大致分為3步;精礦焙燒活化、酸浸、酸浸液調(diào)整鹽基度生成聚合氯化鋁溶液。利用高嶺土生產(chǎn)聚合氯化鋁,不僅可以產(chǎn)生很好的社會效益和環(huán)境效益,而且也有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
4.結(jié)晶氯化鋁:以結(jié)晶氯化鋁生產(chǎn)聚合氯化鋁一般采用沸騰熱解法工藝。該法生產(chǎn)能力大。結(jié)晶氯化鋁經(jīng)過一定溫度加熱后,便分解出一定量的氯化氫氣體和水分而變成粉末狀產(chǎn)物,即是聚合氯化鋁單體(又稱熟料)。將熟料加一定量的水?dāng)嚢?,則在較短時間內(nèi)固化形成樹脂狀產(chǎn)物,即為聚合氯化鋁。沸騰熱解法生產(chǎn)聚合氯化鋁流程簡單、操作方便,但由于生產(chǎn)中使用的結(jié)晶氯化鋁來源所限,生產(chǎn)成本相對較高,限制了聚合氯化鋁的生產(chǎn)。