酸法是将铝灰溶解在盐酸中,通过反应加一定量的水,经过水解过程后将其过滤,再把过滤出来的铝渣去除,在设定的温度下通过聚合一定时间,由此得到液体产品[3]。
碱法生产不同于酸法,因为其工艺复杂并且投资量大且成本高,不仅先期用碱量大,而且后期还需要大量盐酸中和,所以其在工业生产中的应用受到限制。
中和法不同于酸法和碱法,它结合了酸法和碱法的优点,合成聚合氯化铝的时候,控制铝酸钠和氯化铝溶液之间的配比就可以达到制备目的。
1。1。2 活性氢氧化铝法
活性氢氧化铝法是用氢氧化铝与盐酸在常压下进行酸解,在中和聚合过程中加入铝酸钙,然后将其过滤,进而到产品。制备过程中采用超量的氢氧化铝与盐酸在高温、一定的压力下反应制备得到的盐基度为41。6%~48。6%的液体PAC产品,然后制备后通过浓缩还有烘干等方法可以制备得到PAC产品[4]。
这种工艺虽然较为简单,但是生产出来的聚合氯化铝盐基度很低,由于氢氧化铝的酸溶性差,一般都是采用加热加压酸溶的生产工艺,对于盐基度低的问题,一般工业上都采用氢氧化铝加温加压酸溶法和铝酸钙矿粉中和聚合等工序来解决。
活性氢氧化铝法制备聚合氯化铝虽然制备过程简单,但是制备过程中对反应条件的需求很严格,制备过程中要求设备的耐腐蚀性高,目前反应设备往往很难达到要求,所以目前并不被推荐用来制备聚合氯化铝,目前用该法制备聚合氯化铝的使用情况较少。
1。1。3 结晶氯化铝法
以氯化铝为原料生产聚合氯化铝,具体方法有沸腾热解法、电解法、加碱法膜法和电渗析法。沸腾热解法是在确定温度下使用结晶的氯化铝使其热解,使其产生出HCl和水,再聚合产成粉状样地熟料,后加适当的水搅拌一定时间,在短时间可凝化成树脂性产物,通过干燥得到PAC固体产物[4]。加碱法是通过提前配好一定量一定浓度的氯化铝溶液,在相当的温度下强烈搅拌,在搅拌情况下的氯化铝溶液中加入一定的氢氧化铝溶液,反应一段时间后,溶液可以变澄清,上面的部分就是聚合氯化铝的液体产品。用这种方法生产PAC操作方便并且其流程简单,优点是这种方法带来的生产能力比较大,缺点就是这种生产中使用的结晶氯化铝来源有限,价格相对较高,由于成本的问题,不能大量的生产聚合氯化铝,所以在一定程度上限制了该方法在市场上被广泛采用的可行性。
1。1。4 三氧化二铝法文献综述
主要原料为三水铝石、铝矾土、高岭土、煤矸石等。三氧化二铝法制备过程的第一步是先制备出结晶氯化铝,再然后是通过热解法或中和法来得到聚合氯化铝产品[4]。
三氧化二铝法生产工艺可以分为两步,第一步是得到聚合氯化铝产品,第二步是通过热解法得到聚合氯化铝,首先需要用煤矸石或铝矾土等为制备聚合氯化铝的原料,将其粉碎,煅烧、研磨、酸溶,通过蒸发,分离出聚合氯化铝。得到结晶的聚合氯化铝,通过热解的方法聚合产品,然后将其固化,干燥粉碎后得到聚合氯化铝产品。由于该方法具备较好的社会效益,污染物不多,成本低,所以是目前应用最广泛的方法之一。然而,制备该方法用到的原料煤矸石、铝矾土、高岭土等都是我国的矿产资源,所以我们应该提倡少用该方法制备聚合氯化铝,如果以后原料的资源总量逐步下降以后,价格可能会上升,从而使该工艺的成本会增加,使其的应用受到限制[8]。
1。1。5 铝灰法
铝灰是铝金属熔炼产生的一种炉渣,因其与其他炉渣存在形式不同,呈松散的灰渣装,是一种银灰色粉状物,外观类似粉煤灰,又被称为铝灰[5]。如果将铝灰直接填埋在土地里将会对环境造成一定的污染,由于不能用填埋法将铝灰填埋,导致铝灰的用地面积逐渐增大,这将不仅会带来生态上的威胁,也会对环境产生不好的影响,浪费了资源的同时,污染了环境,所以将铝灰合理的运用起来成了研究者们探究的焦点[6]。