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        聚合氯化鋁(PAC)生產及應用

        發布時間:2020-11-18     瀏覽次數:

        摘要:本文介紹了聚合氯化鋁的應用、生產方法以及市場分析。得出結論:聚合氯化鋁的發展促進我國低碳環保業及相關產業鏈的快速發展,具有良好的社會效益和經濟效益,同時對于促進經濟社會可持續發展有著長遠的意義。

        1、產品概述

        聚合氯化鋁(PAC)是一種無機高分子化合物,介于氯化鋁和氫氧化鋁之間的產物,它具有較強的橋架吸附能力,主要用于飲水的凈化及工業廢水的處理。

        PAC可用作造紙上膠劑、耐火材料粘接劑、水泥速凝劑、紡織媒染劑。在醫藥、制革、化妝品等方面也有應用,工業上較大的用途是作水處理絮凝劑,具有混凝性能好、絮體大、用量少、效率高、沉淀快、適宜范圍廣等優點,比傳統的絮凝劑用量可減少1/3一1/2,成本可節省40%以上,已成為國內外公認的一種優良凈水劑。主要用于凈化飲用水和給水的特殊水質處理,如除鐵、除鎘、除氟,除放射性污染、除浮油等,還用于生活污水、工業廢水、污泥處理中。

        聚合氯化鋁與傳統無機混凝劑的根本區別在于傳統無機混凝劑為低分子結晶鹽,而聚合氯化鋁的結構由形態多變的多元羧基絡合物組成,絮凝沉淀速度快,適用PH值范圍寬,對管道設備無腐蝕性,凈水效果明顯,能有效去除水中色質SS、COD、BOD及砷、汞等重金屬離子,該產品廣泛用于飲用水、工業用水和污水處理領域。

        2、聚合氯化鋁生產方法

        目前我國生產PAC的方法主要有金屬鋁(包括鋁灰、鋁渣、鋁錠)法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁(包括鋁礬土、煤矸石、鋁酸鈣等)法、結晶氯化鋁法等。下面分別對鋁土礦法和煤研石法生產聚合氯化鋁兩種方法生產工藝中的重要環節及工序進行概要說明。

        2.1鋁土礦法

        生產工藝流程如圖1。

        圖1鋁土礦法生產聚合氯化鋁工藝流程

        原料鋁土礦中氧化鋁以Al2O3·3H2O形式存在,易溶于酸;鋁土礦中氧化鐵一般含量在12%以上。工業鹽酸加水配成一定濃度。在搪瓷反應釜中,加入計算量的鋁土礦粉和一定濃度的鹽酸,加熱并攪拌,鋁土礦發生酸解反應:

        Al2O3+6HCl+9H2O=2[Al(H2O)6Cl3]

        Fe2O3+6HCl+9H2O=2[Fe(H2O)6Cl3]

        隨著酸解反應的進行,生成的[Al(H2O)6Cl3]和[Fe(H2O)6Cl3]逐步水解,并聚合成多聚體,這個過程大約需要2h。然后將酸溶物放入耐酸真空壓濾器中進行壓濾,除去雜質。濾渣的洗水可返回配酸。得到相對密度1.22-1.28,然后多批加入石灰乳,使溶液pH值最后達到3,即為液體產品。液體產品進一步干燥即得固體產品。

        2.2煤矸石法

        煤矸石法工藝流程見圖2。

        圖2煤矸石法制備聚合氯化鋁工藝流程

        (1)煤矸石的粉碎及活化

        將洗煤廠的洗選矸石通過粉碎機粉碎至規定細度,然后將粉碎的煤矸石送入特制的窯爐進行高溫活化。

        (2)氧化鋁的提取

        將經過高溫活化的煤矸石加入定量的鹽酸中進行酸浸提取氧化鋁,反應完畢的煤矸石通過過濾進行固液分離。

        (3)堿度調整

        將(2)得到的分離液加入反應容器,并投加一定的調整劑在一定的溫度下進行堿度調整及溶液聚合,反應結束后再次過濾,過濾所得到的濾液即為液體聚合氯化鋁。

        (4)干燥

        將得到的液體聚合氯化鋁干燥后就是固體聚合氯化鋁。

        3、市場分析

        3.1產品市場供求狀況

        聚合氯化鋁是一種高效凈水劑,能除菌、除臭、脫色等。由于特性優勢突出,適用范圍廣,用量可比傳統凈水劑減少30%以上,成本節省40%以上,已成為目前國內外公認的優良凈水劑。此外,聚合氯化鋁還可用于凈化飲用水和自來水給水等特殊水質的處理,如除鐵、除鎘、除氟、除放射性污染物、除浮油等。近年來聚合氯化鋁已發展成為技術成熟、市場銷量大的凈水劑,并有逐步取代傳統凈水劑的趨勢。

        歐洲聚合氯化鋁的應用已約占整個市政水處理市場的70%,日本約占整個市政水處理市場的90%。我國市場上使用的凈水劑主要有聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚合氯化鋁鐵等。其中聚合氯化鋁占據國內凈水劑市場的60%以上,是國家重點發展的環保產品之一。

        我國聚合氯化鋁主要應用在工業污水、自來水給水凈化等領域,此兩個領域的消費量約占消費總量的70%。在工業污水凈化中使用比例占40%以上;自來水給水凈化及生活污水處理中使用比例在30%左右;工業循環水及江河水庫凈化占20%;其他占10%。隨著國家對環保治理要求的進一步提高,在工業污水處理中的使用量仍將大幅度提高。

        3.2市場前景分析

        雖然近年來我國聚合氯化鋁凈水劑行業發展較快,但是仍有巨大的潛在市場有待開發。據統計,全國廢水排放總量雖然很大,但我國污水處理效率卻不高,城市污水處理率低于20%,工業廢水處理達標率也不足70%,全國有近1/3的監測斷面依然為劣五類水質,失去了生態功能?!笆晃濉眹乙鸭哟髮U水的治理力度,在嚴格控制污染物排放總量的同時,加快城鎮污水處理設施建設。未來國家將投入大量資金來治理工業廢水和城市污水,這將給該行業帶來巨大潛在市場,是企業擴大國內市場的好機會。

        作為在給水排水處理中廣泛使用的混凝凈水劑,在社會和經濟高速發展、人們生活水平和飲水質量不斷提高、環保意識逐漸加強的大環境下,該凈水劑具有廣闊的市場前景和發展空間。

        4、結論

        聚合氯化鋁的發展促進我國低碳環保業及相關產業鏈的快速發展,具有良好的社會效益和經濟效益,同時對于促進經濟社會可持續發展有著長遠的意義。

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