国内外聚合氯化铝的生产工艺及发展趋势

季 春，尚 鸣，胡嘉伟，汪 昀，丁俊鹏

（江苏金环环保设备有限公司， 江苏 无锡 214214）

国内外聚合氯化铝的生产工艺及发展趋势

季 春，尚 鸣，胡嘉伟，汪 昀，丁俊鹏

（江苏金环环保设备有限公司， 江苏 无锡 214214）

聚合氯化铝是一种新型高效的无机高分子凝剂，随着世界经济的发展和改革开放的不断深入，它在水源和废水行业、造纸行业、制革行业中得到了广阔的应用。在这些应用的基础上，聚合氯化铝工艺也呈现出新的特征。在分析国内外聚合氯化铝生产工业与工艺发展的前提下，针对其在不同行业各个领域的应用情况，对其生产工业以及工艺发展趋势提出了几点思考，以供参考。

聚合氯化铝；生产工艺；发展趋势

聚合氯化铝是一种包含了聚合体和单体在内的，按照一定比例混合而成的复杂化合物。它通过铝盐在一定条件下的水解和聚合沉淀反应，形成中间产物。经研究发现，在废水的处理上，聚合氯化铝具有稳定的水解性，在稀释倍数、水解时间和介质的pH值上，对废水的处理具有较高的稳定性。这种稳定性对于水解过程中水稳定性的保持，取得优良的净水效果具有良好作用。当然，聚合氯化铝的应用范围并不仅仅局限在对于水的净化上。

1 国内外聚合氯化铝工业的发展现状

上世纪60年代开始，我国开始对聚合氯化铝进行系统的研制。在此过程中，碱容铝灰制备技术、废酸制备技术以及碱创建酸技术取得了良好的实践效果。在80年代后，生产者通过采用国际流行的盐酸热压溶解和喷雾干燥法相结合的制备技术，实现了传统制备的变革[1]。

90年代初，河南清源净水剂公司成功地建设出了高纯聚氯化铝生产线，但是受到生产成本较高的制约，在市场上的销售前景并不乐观。90年代中期，通过滚筒干燥生产工艺和铝酸钙粉生产工艺，有效降低了氯化铝的生产成本，实现了氯化铝在我国的迅猛发展。这种生产工艺的缺陷是，生产的规模较小，生产方式较为粗糙，产品的纯度不高。

进入21世纪后，南宁化工集团通过不断地急速创新，在引进生产线的同时，采用喷雾技术进行干燥生产，生产出了符合国际市场需求的高白纯度的产品，为全国乃至世界各地源源不断地提供着高品质的聚合氯化铝产品。

日本和美国常采用常压工艺法进行压制，这种加压工艺不仅反应的时间短，劳动强度低，产品的纯度高而且生产的时间短，但是常压工艺法往往对技术的要求较高，工程投资量也较大。北美和西欧的氢氧化铝生产工业生产技术较为纯熟，其产品主要运用在造纸和污水进化上。但由于其面临着严重的资源短缺问题，主要是依靠进口实现该类工业的发展，生产的成本较高。

2 国内外聚合氯化铝的生产工艺探析

2.1 国内聚合氯化铝生产工艺

2.1.1 金属铝溶解法

该方法采用的是铝加工过程中产生的废料进行酸法、减法和中和法三种工艺为主的工艺制备法。在酸法中，通过将盐酸和铝混合，发生聚合反应。这项工艺投资少且操作方便，工艺简单，在以金属铝为主要原料的企业中采用程度较高。但是，产品生产的稳定性弱，控制不当的的话易引起爆炸。碱法的制作工艺复杂，需要使用大量的碱，应用程度不高。在中和法中，集合酸法和碱法的优势，进行中和反应，通过调节盐的基度，除去盐之后得到聚合氯化铝，得到纯度较高的产品。

2.1.2 氢氧化铝为原料的制备法

以氢氧化铝为原料的制备法分为凝胶法、氢氧化铝制备一步法和氢氧化铝制备两步法三种制备方法。凝胶法指的是在常温常压条件下，通过氢氧化铝在氯化氢中溶解度的不同，得到符合产品标准的聚合氯化铝的过程。该生产工艺生产出来的产品质量较纯，而且生产的条件在常温下就能进行，条件温和。但是，生产成本较高，持续的时间长。氢氧化铝酸液的一步溶解，按照氢氧化铝和盐酸比例配置的不同进行反应，在经过降温、过滤等程序，得到聚合氯化铝产品。而且生产的成本小，生产周期短，产品质量较高。在二步溶解法中，氢氧化铝溶液和氨水进行比例水解反应，制成活性的碱式硫酸凝胶，工艺简单成熟，投资少见效快，是实现高铝溶出率的重要方法之一。

2.1.3 煤矸石制备法

煤矸石的主要成分是，两者的质量分数高，可利用性强。煤矸石在经粉碎后加入回流冷凝器中反应，经过冷却沉降和真空抽滤，得到聚合氯化铝粗制品，经压缩后得到固体聚合氯化铝。该方法制备出来的氧化铝质量分数大于30%，且氧化铝的碱度较高[2]。

2.1.4 粘土矿、铝土矿制备法

粘土矿和铝土矿一般不能在酸性溶液中进行融入，通过碱性溶剂的中和，经过高温的活化作用，得到一定比例的钙粉。在反应的过程中，因原料的使用较为复杂，含有较多的矿物质杂质，产品溶液的饱和度一般不高。因此，为了将盐基度调和的适当的水平，一般会在反应过程中提升酸的比例，以提升和保证的纯度。

2.1.5 三氯化铝制备法

三氢化铝制备工艺分为热分解法和中和法两种方式，中和法通过在氯化铝中加入石灰石和碳酸钠，以提升产品的水解程度。热分解法是在产品加热的条件下，对产品的热进程进行控制，得到的一种中间产物，在干法和湿法的相互作用下，得到聚合氯化铝。但该工艺产品的溶解性差，产品的盐基度也较低。

2.2 国外聚合氯化铝生产工艺

2.2.1 氢氧化铝凝胶制备

欧洲和日本的氢氧化铝生产企业中，氢氧化铝凝胶制备的工艺使用较为常见。通过该压酸溶液和步法的合成再经过喷雾的干燥作用，得到透明的水溶液和无色透明的黄色粉末状固体。氢氧化铝在日本首次实现商品生产以来，主要运用于生活污水的处理，通过运用离子膜盐酸和高纯度盐酸，能够得到纯度较高的氢氧化铝制剂[3]。

2.2.2 金属铝或铝屑制备

在运用金属铝和铝屑进行制备的过程中，制作方法和我国的金属铝溶解法过程相似。都是运用常压酸液和调整盐基度两步的方法进行制备，通过运用常压酸溶液，经过盐酸和隔膜盐酸的反应作用，得到秽浊的水溶液和灰色的结晶体。

3 聚合氯化铝的生产工艺的应用

3.1 生活水源的处理

聚合氯化铝在日本一直被运用在水源的处理上，在使用过程中，较硫酸亚铁等净水产品而言，用量更小，对pH值的适应范围更广，沉降时间短，对人体的危害也更小。在上世界80年代，随着工业化进程的加快，我国开始广泛采用聚合氯化铝进行工业污水的处理预计生活水源的处理，在制糖、淀粉、采煤等重污染区，得到了广泛的应用。因其良好的使用效果，在城市污水的处理中，也开始采用这一方法。

3.2 造纸工业的发展

上世纪80年代，欧洲采用了聚合氯化铝中性施胶系统，施胶质量稳定，价格低廉，并且能够很好地延长纸张的纯净度和强度。聚合氯化铝在造纸工业中，还有助滤的作用，通过纸张纤维细料留着率的提高，能提升浆料的滤水性。之后，在90年代初，我国便也采用了这一工艺，使造纸业得到了较快程度的发展。

3.3 其他应用

聚合氯化铝不仅可以用于水的净化以及纸张纯度的提升。在其他行业中也有重要的作用。比如说可以用于生产复式铝盐、生产化妆品的抗旱剂以及耐火材料的粘着剂，聚合氯化铝在这些工业的应用中使用频度越来越高，需求逐渐增大。

4 聚合氯化铝的生产发展趋势探究

4.1 市场需求量扩大化

随着市场化进程的加快和现代化市场经济制度的建立，对工业发展的重视是我国经济建设的中心。然而，在这种粗放型的发展中，水资源和安全和管理受到了严重的威胁。同时，随着城市化进程的加快，人们生活质量的提升，必将对水质提出更高的要求。因此，在水质标准的的提升中，必须要对生活水源进行加药处理。另外，随着新型的造纸和航天耐火材料以及高级化妆品行业的发展，聚合氯化铝在需求上趋势呈现不断扩展。经预计，未来十年，我国将成为聚合氯化铝生产和消费的强国，在每年超过10%的增长率中，市场需求量将扩大一倍。

4.2 产品结构渐合理化

在国家饮用水的相关标准中，可以看出，水质检测标准种类的繁多，能有效提升水质。在这个新标准中，对于生物安全性和化学安全性的考核明显提升，在质量上具有更高的要求。目前，我国的自来水公司使用的都是聚合氯化铝净水剂，有些产品存在着严重的不合格现象。随着水质监测标准的严格，聚合氯化铝生产企业就会严格按照要求，进行自身产品结构的调整，这种改变对企业生产成本施加的压力不大，能够提升企业发展的长久动力，使企业的产品结构向更为合理的方向发展[4]。

4.3 工艺标准制定规范化

随着造纸技术的不断发展，造纸企业在生产过程中大都产用了聚合氯化铝进行生产。但是，有些企业聚合氯化铝的质量存在着严重的问题，生产企业对产品质量和不清晰。比如说市场上较高盐基度的聚氯化铝，含有大量的钙离子，虽然能提升纸张的白度。但是，产品的凝结度较差，而且产品的成本较高，并不适合造纸企业的长期发展。因此，从更为长远的角度上来看，国家应严格聚合氯化铝的使用标准，在不同的生产企业中实施不同的规格标准。如在化妆品行业和造纸行业中使用的聚合氯化铝，不能采用同一个规格和标准。

4.4 区域性企业大型化

我国聚合氯化铝的生产工厂一般分布在资源丰富的河南、山东以及广东等地。这些工厂的发展依托资源和市场的优势，能在市场中赢得较快的发展。目前，我国的聚合氯化铝生产纯度较高，在国内市场和国外市场上都出现了供不应求的状况。因此，加强区域间企业的联系，建设区域性的大型的聚合氯化铝生产企业，是聚合氯化铝生产发展的又一大重要趋势。文内容覆盖粘贴在这里正文内容覆盖粘贴在这里。

5 结束语

我国在聚合氯化铝工业的长期发展中，不仅具有丰富的资源优势，也具有广阔的国内市场和国外市场。在聚合氯化铝制备技术不断发展的前提下，提升了企业的创造活力。本文在探究聚合氯化铝工业生产的基础上，提出了聚合氯化铝企业生产市场需求扩大化、产品结构合理化、工艺标准制定规范化、区域性企业大型化发展趋势，为实现聚合氯化铝工业的跨越式发展提供了有利条件。

［1］陈武.聚合氯化铝制备技术的研究现状和进展[J].工业水处理，2010，23（03）：5-10.

［2］李风亭.聚合氯化铝的生产技术与研究进展[J].无机盐工业，2009，36（06）：4-9.

［3］陈启杰.我国聚合氯化铝工业先创及发展趋势[J].造纸化学品，2010，22（04）：13-18.

［4］李玉芳.聚合氯化铝的生产技术及应用进展[J].产品与市场，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，江苏南京人，工程师，2008年毕业于南京师范大学应用化学专业，研究方向：化学工程及污水处理技术。

尚鸣（1982-），男，工程师，硕士，研究方向：水处理环保设备。