基本信息
中文名称：聚合氯化铝（简称聚氯化铝）
聚氯化铝（Poly aluminum Chloride） 代号PAC。通常也称作净水剂或混凝剂，它是介于ALCL3和AL(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为[AL2(OH)nCl6-nLm]其中m代表聚合程度，n表示PAC产品的中性程度。
颜色呈黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂状固体。该产品有较强的架桥吸附性能，在水解过程中，伴随发生凝聚，吸附和沉淀等物理
化学过程。聚合氯化铝与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐，而聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用PH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显，能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子，该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。
合成方法
聚合氯化铝的合成方法有很多种，按照原材料的不同，可分为金属铝法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝法、氯化铝法、碱溶法等。
① 金属铝法。采用金属铝法合成聚合氯化铝的原料主要为铝加工的下脚料，如铝屑、铝灰和铝渣等。由铝灰按一定配比在搅拌下缓慢加入盐酸进行反应，经熟化聚合、沉降制得液体聚合氯化铝，再经稀释过滤，浓缩，干燥制得。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。酸法主要是用HCl，产品质量不易控制；碱法生产工艺难度较高，设备投资较大且用碱量大，pH值控制费原料，成本较高；用的最多的是中和法，只要控制好配比，一般都能达到国家标准。
② 氢氧化铝法。氢氧化铝粉纯度比较高，合成的聚合氯化铝重金属等有毒物质含量低，一般采用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺比较简单，但生产的聚合氯化铝的盐基度较低，因此一般采用氢氧化铝加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序。
③ 三氧化铝法。含三氧化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产工艺可分为两步：第一步是得到结晶氯化铝，第二步是通过热解法或中和法得到聚
合氯化铝。
④ 氯化铝法。采用氯化铝粉为原料，加工聚合氯化铝。这种方法应用最为普遍。可用结晶氯化铝于170℃进行沸腾热解，加水熟化聚合，再经固化、干燥制得。
⑤ 碱溶法。先将铝灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液，再用盐酸调pH值，制得聚合氯化铝溶液。这种方法制得的产品颜色外观较好，不溶物较少，但氯化钠含量高，原材料消耗高，溶液氧化铝含量低，工业化生产成本较大。
注意事项
① 在操作上，聚合氯化铝的净水过程一般分为三个阶段。这三个阶段分别是凝聚阶段、絮凝阶段和沉降阶段。凝聚阶段在药液注入混凝容器与原水快速混凝时会在极短时间内形成微细矾花，此时水体变得更加浑浊，它要求水流能产生激烈的湍流。然后聚合氯化铝进入絮凝阶段，絮凝阶段是矾花成长变粗的过程，要求适当的湍流程度和足够的停留时间(10～15min)，至后期可观察到大量矾花聚集缓缓下沉，形成表面清晰层。当絮凝剂处于沉降阶段时，它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程，要求水流缓慢，为提高效率一般采用斜管或板式沉降器，大量的粗大矾花被斜管(板)壁阻挡而沉积于池底，上层水为澄清水，剩下的粒径小、密度小的矾花一边缓缓下降，一边继续相互碰撞结大，至后期余浊基本不变。
② 聚合氯化铝须保存在干燥、防潮、避热的地方(<80℃切勿损坏包装，产品可长期储存)。
③ 聚合氯化铝产品必须溶解才能使用，溶解设备和加药设施应采用耐腐蚀材料。
④ 聚合氯化铝的液体产品有效储存期为半年，固体产品有效储存期为两年，固体产品受潮后仍然可使用。
净水原理
压缩双电层
胶团双电层的构造决定了在胶粒表面处反离子的浓度最大，随着胶粒表面向外的距离越大则反离子浓度越低，最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度减小。
当两个胶粒互相接近时，由于扩散层厚度减小，ξ电位降低，因此它们互相排斥的力就减小了，也就是溶液中离子浓度高的胶间斥力比离子浓度低的要小。胶粒间的吸力不受水相组成的影响，但由于扩散减薄，它们相撞时的距离就减小了，这样相互间的吸力就大了。可见其排斥与吸引的合力由斥力为主变成以吸力为主(排斥势能消失了)，胶粒得以迅速凝聚。这个机理能较好地解释港湾处的沉积现象，因淡水进入海水时，盐类增加，离子浓度增高，淡水挟带胶粒的稳定性降低，所以在港湾处粘土和其它胶体颗粒易沉积。
根据这个机理，当溶液中外加电解质超过发生凝聚的临界凝聚浓度很多时，也不会有更多超额的反离子进入扩散层，不可能出现胶粒改变符号而使胶粒重新稳定的情况。这样的机理是藉单纯静电现象来说明电解质对胶粒脱稳的作用，但它没有考虑脱稳过程中其它性质的作用(如吸附)，因此不能解释复杂的其它一些脱稳现象，例如三价铝盐与铁盐作混凝剂投量过多，凝聚效果反而下降，甚至重新稳定；又如与胶粒带同电号的聚合物或高分子有机物可能有好的凝聚效果：等电状态应有最好的凝聚效果，但往往在生产实践中ξ电位大于零时混凝效果却最少等。
实际上在水溶液中投加混凝剂使胶粒脱稳现象涉及到胶粒与混凝剂，胶粒与水溶液，混凝剂与水溶液三个方面的相互作用，是一个综合的现象。
吸附电中和
吸附电中和作用指粒表面对异号离子，异号胶粒或链状离分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了它的部分电荷，减少了静电斥力，因而容易与其它颗粒接近而互相吸附。此时静电引力常是这些作用的主要方面，但在不少的情况下，其它的作用了超过静电引力。
举例来说，用Na与十二烷基铵离子(C12H25NH)去除带负电荷的碘化银溶液造成的浊度，发现同是一价的有机胺离子脱稳的能力比Na大得多，Na过量投加不会造成胶粒再稳，而有机胺离子则不然，超过一定投置时能使胶粒发生再稳现象，说明胶粒吸附了过多的反离子，使原来带的负电荷转变成带正电荷。铝盐、铁盐投加量高时也发生再稳现象以及带来电荷变号。上面的现象用吸附电中和的机理解释是很合适的。
吸附架桥作用
吸附架桥作用机理主要是指高分子物质与胶粒的吸附与桥连。还可以理解成两个大的同号胶粒中间由于有一个异号胶粒而连接在一起。高分子絮凝剂具有线性结构，它们具有能与胶粒表面某些部位起作用的化学基团，当高聚合物与胶粒接触时，基团能与胶粒表面产生特殊的反应而相互吸附，而高聚物分子的其余部分则伸展在溶液中，可以与另一个表面有空位的胶粒吸附，这样聚合物就起了架桥连接的作用。假如胶粒少，上述聚合物伸展部分粘连不着第二个胶粒，则这个伸展部分迟早还会被原先的胶粒吸附在其他部位上，这个聚合物就不能起架桥作用了，而胶粒又处于稳定状态。高分子絮凝剂投加量过大时，会使胶粒表面饱和产生再稳现象。已经架桥絮凝的胶粒，如受到剧烈的长时间的搅拌，架桥聚合物可能从另一胶粒表面脱开，重又卷回原所在胶粒表面，造成再稳定状态。
聚合物在胶粒表面的吸附来源于各种
物理化学作用，如范德华引力、静电引力、氢键、配位键等，取决于聚合物同胶粒表面二者化学结构的特点。这个机理可解释非离子型或带同电号的离子型高分子絮凝剂能得到好的絮凝效果的现象。
沉淀物网捕机理
当金属盐(如硫酸铝或氯化铁)或金属氧化物和氢氧化物(如石灰)作凝聚剂时，当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2或金属碳酸盐(如CaCO3)时，水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时所网捕。当沉淀物是带正电荷(Al(OH)3及Fe(OH)3在中性和酸性pH范围内)时，沉淀速度可因溶液中存在阴离子而加快，例如硫酸银离子。此外水中胶粒本身可作为这些金属氧氧化物沉淀物形成的核心，所以凝聚剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比，即胶粒越多，金属凝聚剂投加量越少。
聚合氯化铝成分:
主要是
三氧化二铝即
氧化铝，分子式： [Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m(m≤10，n=1～5) 为具Keggin结构的高电荷聚合环链体形，对水中胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用，并可强力去除微有毒物及重金属离子，性状稳定。检验方法：按国际GB15892-2003标准检验。又称
碱式氯化铝，聚合氯化铝简称为PAC，又称
聚氯化铝、复合聚合氯化铝、碱式氯化铝。
聚合氯化铝技术指标：
|
标准
|
GB/15892-2009
|
GB/T22627-2008
|
|
指标
|
饮用水级别
|
水处理级别
|
|
液体
|
固体
|
液体
|
固体
|
|
三氧化二铝AL2O3（%）≥
|
10.0
|
29
|
6.0
|
28.0
|
|
盐基度B（%）
|
40.0-90.0
|
30-95
|
|
水不溶物%≤
|
0.2
|
0.6
|
0.5
|
1.5
|
|
PH值
|
3.5-5.0
|
3.5-5.0
|
|
铁（Fe）%≤
|
----
|
2.0
|
5.0
|
|
砷（As）.ppm≤
|
0.0002
|
0.0005
|
0.0015
|
|
镉（Cd）.ppm≤
|
0.0002
|
---
|
---
|
|
铬（Cr）.ppm≤
|
0.0005
|
---
|
---
|
|
铅（Pb）%≤
|
0.001
|
0.002
|
0.006
|
|
汞（Hg）%≤
|
0.00001
|
---
|
---
|
盐基度
聚合氯化铝的盐基度是聚铝中相对重要的指标，特别是针对
饮用水级别的聚铝产品，这项标准是聚铝产线控制生产的重要指标之一。盐基度越低，其价格越高，各采购商可以根据厂子的实际情况来操作。另外不同原材料，不同工艺生产处理的聚合氯化铝产品的盐基度也是不同，这就需要厂家来进行调整。提高聚氯化铝产品的盐基度，可大幅提高生产和使用的经济效益。盐基度从65%提高到92%，生产原料成本可降低20%，使用成本可降低40%
作用
聚（合）氯化铝其絮凝作用表现如下：
a、水中胶体物质的强烈电中和作用。
b、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用。
c、对溶解性物质的选择性吸附作用。
聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂）的特点主要是由压力式雾化器的工作原理所决定的。
性能
a、净化后的水质优于硫酸铝絮凝剂，净水成本与之相比低15－30%。
b、絮凝体形成快、沉降速度快，比硫酸铝等传统产品处理能力大。
c、消耗水中碱度低于各种无机絮凝剂，因而可不投或少投碱剂。
d、适应的源水PH5.0-9.0范围均可凝聚。
e、腐蚀性小，操作条件好。
g、处理水中盐分增加少，有利于离子交换处理和高纯制水。
h、对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机絮凝剂。
形态分类
聚合氯化铝形态分为两种
a、液体聚合氯化铝是未干燥的形态，有不用稀释，装卸使用方便，价格相对便宜的优点，缺点是运输需要罐车，单位运输成本增加（每吨固体相当于2-3吨液体）,比较适合于100公里内的用户.
b、固体聚合氯化铝是液体聚合氯化铝干燥后的形态，有运输方便的优点，不需要罐车，缺点是使用时还需要稀释，增加工作强度.
工艺分类
a，滚筒式聚（合）
氯化铝 铝含量一般，水不溶物高，多用于污水处理。
b，板框式聚（合）
氯化铝 铝含量高，水不溶物低，用于市政污水处理和生活污水处理。
c，喷雾干燥聚（合）
氯化铝 铝含量高，水不溶物低，溶解速度快.用于饮用水及更高标准水处理。
聚合氯化铝与聚丙烯酰胺搭配使用介绍
首先来总得分析一下他们的关系，之后向大家介绍一下混合的步骤、注意事项和相关的知识。洗涤剂生产废水具有成份复杂、废水中CODcr和LAS成分含量高且难以直接生物降解、废水的pH值较低等特点 ，同时废水中的洗涤剂成份达到一定浓度时会影响废水处理的曝气、沉淀、污泥消化等过程,在实际废水处理过程中常采用絮凝剂解决高浓度LAS难于生物降解的问题，因此在絮凝处理中研究絮凝剂种类的选择、用量及其影响因素等具有重要的现实意义。
用途
⒈城市给排水净化：河流水、水库水、地下水。
⒉工业给水净化。
⒊城市污水处理。
⒋工业废水和废渣中有用物质的回收、促进洗煤废水中煤粉的沉降、淀粉制造业中淀粉的回收。
⒌各种工业废水处理：印染废水、皮革废水、含
氟废水、重金属废水、含油废水、造纸废水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水、污水处理。
⒍造纸施胶。
⒎糖液精制。
⒏铸造成型。
⒐布匹防皱。
⒑催化剂载体。
⒒医药精制
⒓水泥速凝。
⒔化妆品原料。
使用方法
将固体产品按1：3加水溶解为液体后，再加10-30倍清水稀释成所需浓度后使用。投加的最佳PH值为3.5-5.0，选择最佳PH值投加，可以发挥混凝的最大效益。用量可根据原水的不同浑浊度，测定最佳投药量，一般原水浊度在100-500mg/L时，每千吨投加量为10-20kg。原水浊度高时，投药量适当增加，浊度低时，投药量可以适当减少。
农村使用，可将药剂投入水缸内，搅拌均匀，静置，上清液即可使用，每50公斤加入本药剂l克左右。如将本药剂和该公司生产的高分子絮凝剂结合使用，则效果更佳。投药可将该公司生产阴离子聚丙烯酰胺或阳离子聚丙烯酰胺同PAC一起溶解成复合絮凝剂后使用或者先将PAC加入被处理水体形成凝聚体，后加入该公司生产的阴离子聚丙烯酰胺吸附架桥成大的絮凝体。
聚合氯化铝在不同水质中的投加量：
一、在低浊度水中，将固体的聚合氯化铝产品按照1：3比例(重量比)加自来水稀释，并且搅拌至完全溶解
二、在生活、生产用污水中，参照每吨污水先投加30g左右的聚合氯化铝产品。然后投加稀释之后的聚丙烯酰胺产品，(如果效果不明显，请酌情减少或增加产品投加量。)
三、在造纸厂污水处理中，采用低浊度水的投放比例配置，如效果不明显可在酌量添加。
四、原水浊度在100-500mg/L时，投加量为5-10mg即每千吨水投量为5-10kg，用前最好根据水质特性进行小试，选出最佳值，然后投用。
常用污水投放比例：
|
应用领域
|
单位：公斤/千吨水
|
应用领域
|
单位：公斤/千吨水
|
|
生活用水
|
2.5～25
|
工业用水
|
2.5～25
|
|
城市污水
|
15～50
|
电镀废水
|
20～100
|
|
冶金废水
|
20～150
|
造纸废水
|
50～300
|
|
印染废水
|
100～300
|
漂染废水
|
100～300
|
|
造漆废水
|
100～300
|
制革废水
|
100～300
|
|
食品废水
|
50～150
|
化工废水
|
50～100
|
|
乳化废水
|
50～200
|
洗煤废水
|
30～100
|
