國內外聚合氯化鋁的生產工藝及發展趨勢

季 春，尚 鳴，胡嘉偉，汪 昀，丁俊鵬

（江蘇金環環保設備有限公司， 江蘇 無錫 214214）

國內外聚合氯化鋁的生產工藝及發展趨勢

季 春，尚 鳴，胡嘉偉，汪 昀，丁俊鵬

（江蘇金環環保設備有限公司， 江蘇 無錫 214214）

聚合氯化鋁是一種新型高效的無機高分子凝劑，隨著世界經濟的發展和改革開放的不斷深入，它在水源和廢水行業、造紙行業、制革行業中得到了廣闊的應用。在這些應用的基礎上，聚合氯化鋁工藝也呈現出新的特征。在分析國內外聚合氯化鋁生產工業與工藝發展的前提下，針對其在不同行業各個領域的應用情況，對其生產工業以及工藝發展趨勢提出了幾點思考，以供參考。

聚合氯化鋁；生產工藝；發展趨勢

聚合氯化鋁是一種包含了聚合體和單體在內的，按照一定比例混合而成的復雜化合物。它通過鋁鹽在一定條件下的水解和聚合沉淀反應，形成中間產物。經研究發現，在廢水的處理上，聚合氯化鋁具有穩定的水解性，在稀釋倍數、水解時間和介質的pH值上，對廢水的處理具有較高的穩定性。這種穩定性對于水解過程中水穩定性的保持，取得優良的凈水效果具有良好作用。當然，聚合氯化鋁的應用范圍并不僅僅局限在對于水的凈化上。

1 國內外聚合氯化鋁工業的發展現狀

上世紀60年代開始，我國開始對聚合氯化鋁進行系統的研制。在此過程中，堿容鋁灰制備技術、廢酸制備技術以及堿創建酸技術取得了良好的實踐效果。在80年代后，生產者通過采用國際流行的鹽酸熱壓溶解和噴霧干燥法相結合的制備技術，實現了傳統制備的變革[1]。

90年代初，河南清源凈水劑公司成功地建設出了高純聚氯化鋁生產線，但是受到生產成本較高的制約，在市場上的銷售前景并不樂觀。90年代中期，通過滾筒干燥生產工藝和鋁酸鈣粉生產工藝，有效降低了氯化鋁的生產成本，實現了氯化鋁在我國的迅猛發展。這種生產工藝的缺陷是，生產的規模較小，生產方式較為粗糙，產品的純度不高。

進入21世紀后，南寧化工集團通過不斷地急速創新，在引進生產線的同時，采用噴霧技術進行干燥生產，生產出了符合國際市場需求的高白純度的產品，為全國乃至世界各地源源不斷地提供著高品質的聚合氯化鋁產品。

日本和美國常采用常壓工藝法進行壓制，這種加壓工藝不僅反應的時間短，勞動強度低，產品的純度高而且生產的時間短，但是常壓工藝法往往對技術的要求較高，工程投資量也較大。北美和西歐的氫氧化鋁生產工業生產技術較為純熟，其產品主要運用在造紙和污水進化上。但由于其面臨著嚴重的資源短缺問題，主要是依靠進口實現該類工業的發展，生產的成本較高。

2 國內外聚合氯化鋁的生產工藝探析

2.1 國內聚合氯化鋁生產工藝

2.1.1 金屬鋁溶解法

該方法采用的是鋁加工過程中產生的廢料進行酸法、減法和中和法三種工藝為主的工藝制備法。在酸法中，通過將鹽酸和鋁混合，發生聚合反應。這項工藝投資少且操作方便，工藝簡單，在以金屬鋁為主要原料的企業中采用程度較高。但是，產品生產的穩定性弱，控制不當的的話易引起爆炸。堿法的制作工藝復雜，需要使用大量的堿，應用程度不高。在中和法中，集合酸法和堿法的優勢，進行中和反應，通過調節鹽的基度，除去鹽之后得到聚合氯化鋁，得到純度較高的產品。

2.1.2 氫氧化鋁為原料的制備法

以氫氧化鋁為原料的制備法分為凝膠法、氫氧化鋁制備一步法和氫氧化鋁制備兩步法三種制備方法。凝膠法指的是在常溫常壓條件下，通過氫氧化鋁在氯化氫中溶解度的不同，得到符合產品標準的聚合氯化鋁的過程。該生產工藝生產出來的產品質量較純，而且生產的條件在常溫下就能進行，條件溫和。但是，生產成本較高，持續的時間長。氫氧化鋁酸液的一步溶解，按照氫氧化鋁和鹽酸比例配置的不同進行反應，在經過降溫、過濾等程序，得到聚合氯化鋁產品。而且生產的成本小，生產周期短，產品質量較高。在二步溶解法中，氫氧化鋁溶液和氨水進行比例水解反應，制成活性的堿式硫酸凝膠，工藝簡單成熟，投資少見效快，是實現高鋁溶出率的重要方法之一。

2.1.3 煤矸石制備法

煤矸石的主要成分是，兩者的質量分數高，可利用性強。煤矸石在經粉碎后加入回流冷凝器中反應，經過冷卻沉降和真空抽濾，得到聚合氯化鋁粗制品，經壓縮后得到固體聚合氯化鋁。該方法制備出來的氧化鋁質量分數大于30%，且氧化鋁的堿度較高[2]。

2.1.4 粘土礦、鋁土礦制備法

粘土礦和鋁土礦一般不能在酸性溶液中進行融入，通過堿性溶劑的中和，經過高溫的活化作用，得到一定比例的鈣粉。在反應的過程中，因原料的使用較為復雜，含有較多的礦物質雜質，產品溶液的飽和度一般不高。因此，為了將鹽基度調和的適當的水平，一般會在反應過程中提升酸的比例，以提升和保證的純度。

2.1.5 三氯化鋁制備法

三氫化鋁制備工藝分為熱分解法和中和法兩種方式，中和法通過在氯化鋁中加入石灰石和碳酸鈉，以提升產品的水解程度。熱分解法是在產品加熱的條件下，對產品的熱進程進行控制，得到的一種中間產物，在干法和濕法的相互作用下，得到聚合氯化鋁。但該工藝產品的溶解性差，產品的鹽基度也較低。

2.2 國外聚合氯化鋁生產工藝

2.2.1 氫氧化鋁凝膠制備

歐洲和日本的氫氧化鋁生產企業中，氫氧化鋁凝膠制備的工藝使用較為常見。通過該壓酸溶液和步法的合成再經過噴霧的干燥作用，得到透明的水溶液和無色透明的黃色粉末狀固體。氫氧化鋁在日本首次實現商品生產以來，主要運用于生活污水的處理，通過運用離子膜鹽酸和高純度鹽酸，能夠得到純度較高的氫氧化鋁制劑[3]。

2.2.2 金屬鋁或鋁屑制備

在運用金屬鋁和鋁屑進行制備的過程中，制作方法和我國的金屬鋁溶解法過程相似。都是運用常壓酸液和調整鹽基度兩步的方法進行制備，通過運用常壓酸溶液，經過鹽酸和隔膜鹽酸的反應作用，得到穢濁的水溶液和灰色的結晶體。

3 聚合氯化鋁的生產工藝的應用

3.1 生活水源的處理

聚合氯化鋁在日本一直被運用在水源的處理上，在使用過程中，較硫酸亞鐵等凈水產品而言，用量更小，對pH值的適應范圍更廣，沉降時間短，對人體的危害也更小。在上世界80年代，隨著工業化進程的加快，我國開始廣泛采用聚合氯化鋁進行工業污水的處理預計生活水源的處理，在制糖、淀粉、采煤等重污染區，得到了廣泛的應用。因其良好的使用效果，在城市污水的處理中，也開始采用這一方法。

3.2 造紙工業的發展

上世紀80年代，歐洲采用了聚合氯化鋁中性施膠系統，施膠質量穩定，價格低廉，并且能夠很好地延長紙張的純凈度和強度。聚合氯化鋁在造紙工業中，還有助濾的作用，通過紙張纖維細料留著率的提高，能提升漿料的濾水性。之后，在90年代初，我國便也采用了這一工藝，使造紙業得到了較快程度的發展。

3.3 其他應用

聚合氯化鋁不僅可以用于水的凈化以及紙張純度的提升。在其他行業中也有重要的作用。比如說可以用于生產復式鋁鹽、生產化妝品的抗旱劑以及耐火材料的粘著劑，聚合氯化鋁在這些工業的應用中使用頻度越來越高，需求逐漸增大。

4 聚合氯化鋁的生產發展趨勢探究

4.1 市場需求量擴大化

隨著市場化進程的加快和現代化市場經濟制度的建立，對工業發展的重視是我國經濟建設的中心。然而，在這種粗放型的發展中，水資源和安全和管理受到了嚴重的威脅。同時，隨著城市化進程的加快，人們生活質量的提升，必將對水質提出更高的要求。因此，在水質標準的的提升中，必須要對生活水源進行加藥處理。另外，隨著新型的造紙和航天耐火材料以及高級化妝品行業的發展，聚合氯化鋁在需求上趨勢呈現不斷擴展。經預計，未來十年，我國將成為聚合氯化鋁生產和消費的強國，在每年超過10%的增長率中，市場需求量將擴大一倍。

4.2 產品結構漸合理化

在國家飲用水的相關標準中，可以看出，水質檢測標準種類的繁多，能有效提升水質。在這個新標準中，對于生物安全性和化學安全性的考核明顯提升，在質量上具有更高的要求。目前，我國的自來水公司使用的都是聚合氯化鋁凈水劑，有些產品存在著嚴重的不合格現象。隨著水質監測標準的嚴格，聚合氯化鋁生產企業就會嚴格按照要求，進行自身產品結構的調整，這種改變對企業生產成本施加的壓力不大，能夠提升企業發展的長久動力，使企業的產品結構向更為合理的方向發展[4]。

4.3 工藝標準制定規范化

隨著造紙技術的不斷發展，造紙企業在生產過程中大都產用了聚合氯化鋁進行生產。但是，有些企業聚合氯化鋁的質量存在著嚴重的問題，生產企業對產品質量和不清晰。比如說市場上較高鹽基度的聚氯化鋁，含有大量的鈣離子，雖然能提升紙張的白度。但是，產品的凝結度較差，而且產品的成本較高，并不適合造紙企業的長期發展。因此，從更為長遠的角度上來看，國家應嚴格聚合氯化鋁的使用標準，在不同的生產企業中實施不同的規格標準。如在化妝品行業和造紙行業中使用的聚合氯化鋁，不能采用同一個規格和標準。

4.4 區域性企業大型化

我國聚合氯化鋁的生產工廠一般分布在資源豐富的河南、山東以及廣東等地。這些工廠的發展依托資源和市場的優勢，能在市場中贏得較快的發展。目前，我國的聚合氯化鋁生產純度較高，在國內市場和國外市場上都出現了供不應求的狀況。因此，加強區域間企業的聯系，建設區域性的大型的聚合氯化鋁生產企業，是聚合氯化鋁生產發展的又一大重要趨勢。文內容覆蓋粘貼在這里正文內容覆蓋粘貼在這里。

5 結束語

我國在聚合氯化鋁工業的長期發展中，不僅具有豐富的資源優勢，也具有廣闊的國內市場和國外市場。在聚合氯化鋁制備技術不斷發展的前提下，提升了企業的創造活力。本文在探究聚合氯化鋁工業生產的基礎上，提出了聚合氯化鋁企業生產市場需求擴大化、產品結構合理化、工藝標準制定規范化、區域性企業大型化發展趨勢，為實現聚合氯化鋁工業的跨越式發展提供了有利條件。

［1］陳武.聚合氯化鋁制備技術的研究現狀和進展[J].工業水處理，2010，23（03）：5-10.

［2］李風亭.聚合氯化鋁的生產技術與研究進展[J].無機鹽工業，2009，36（06）：4-9.

［3］陳啟杰.我國聚合氯化鋁工業先創及發展趨勢[J].造紙化學品，2010，22（04）：13-18.

［4］李玉芳.聚合氯化鋁的生產技術及應用進展[J].產品與市場，2011，34（03）：56-60.

Production Technology and Development Trend of Poly Aluminum Chloride at Home and Aboard

JI Chun，SHANG Ming，HU Jia-wei，WANG Yun，DING Jun-peng
（Jiangsu Jinhuan Environment Protection Equipment Co., Ltd., Jiangsu Wuxi 214214，China）

Poly aluminum chloride is a new type of high efficient inorganic polymer coagulant. With the development of world economy and the deepening of reform and opening up, the poly aluminum chloride has been widely used in water and wastewater industries, paper industry and leather industry. In this paper, based on the analysis of domestic and foreign production technologies of poly aluminum chloride, in view of its application in various fields of different industries, some suggestions on the industrial production and technological development trend of poly aluminum chloride were put forward.

Poly aluminum chloride; Production technology; Development trend

TQ 317

： A

： 1671-0460（2015）02-0295-03

2014-09-01

季春（1983-），男，江蘇南京人，工程師，2008年畢業于南京師范大學應用化學專業，研究方向：化學工程及污水處理技術。

尚鳴（1982-），男，工程師，碩士，研究方向：水處理環保設備。