摘要：聚合氯化鋁是一種新型無機(jī)高分子凝劑，隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和改革開放的不斷深入，它在水源和廢水行業(yè)、造紙行業(yè)、制革行業(yè)中取得了廣闊的應(yīng)用。在這些應(yīng)用的基礎(chǔ)上，聚合氯化鋁工藝也呈現(xiàn)出新的特征。在分析國內(nèi)外聚合氯化鋁生產(chǎn)工業(yè)與工藝發(fā)展的前提下，針對其在不同行業(yè)各個領(lǐng)域的應(yīng)用情況，對其生產(chǎn)工業(yè)以及工藝發(fā)展趨勢提出了幾點(diǎn)思考，以供參考。

聚合氯化鋁是一種包含了聚合體和單體在內(nèi)的，按照一定比例混合而成的復(fù)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(yīng)，形成中間產(chǎn)物。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在廢水的處理上，聚合氯化鋁具有穩(wěn)定的水解性，在稀釋倍數(shù)、水解時間和介質(zhì)的pH值上，對廢水的處理具有較高的穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定性對于水解過程中水穩(wěn)定性的保持，取得優(yōu)良的凈水效果具有良好作用。當(dāng)然，聚合氯化鋁的應(yīng)用范圍并不僅僅局限在對于水的凈化上。

1、國內(nèi)外聚合氯化鋁工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

上世紀(jì)60年代開始，我國開始對聚合氯化鋁進(jìn)行系統(tǒng)的研制。在此過程中，堿容鋁灰制備技術(shù)、廢酸制備技術(shù)以及堿創(chuàng)建酸技術(shù)取得了良好的實(shí)踐效果。在80年代后，生產(chǎn)者通過采用國際流行的鹽酸熱壓溶解和噴霧干燥法相結(jié)合的制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)制備的變革。

90年代初，鞏義市波濤凈水劑公司成功地建設(shè)出了高純聚氯化鋁生產(chǎn)線，但是受到生產(chǎn)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(chǎn)工藝和鋁酸鈣粉生產(chǎn)工藝，有效降低了氯化鋁的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)了氯化鋁在我國的迅猛發(fā)展。這種生產(chǎn)工藝的缺陷是，生產(chǎn)的規(guī)模較小，生產(chǎn)方式較為粗糙，產(chǎn)品的純度不高。

進(jìn)入21世紀(jì)后，南寧化工集團(tuán)通過不斷地急速創(chuàng)新，在引進(jìn)生產(chǎn)線的同時，采用噴霧技術(shù)進(jìn)行干燥生產(chǎn)，生產(chǎn)出了符合國際市場需求的高白純度的產(chǎn)品，為全國乃至世界各地不斷提供著高品質(zhì)聚合氯化鋁產(chǎn)品。

日本和美國常采用常壓工藝法進(jìn)行壓制，這種加壓工藝不僅反應(yīng)的時間短，勞動強(qiáng)度低，產(chǎn)品的純度高而且生產(chǎn)的時間短，但是常壓工藝法往往對技術(shù)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(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)較為純熟，其產(chǎn)品主要運(yùn)用在造紙和污水凈化上。但由于其面臨著嚴(yán)重的資源短缺問題，主要是依靠進(jìn)口實(shí)現(xiàn)該類工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)的成本較高。

2、國內(nèi)外聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝探析

2.1 國內(nèi)聚合氯化鋁生產(chǎn)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(chǎn)生的廢料進(jìn)行酸法、堿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(fā)生聚合反應(yīng)。這項(xiàng)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(yè)中采用程度較高。但是，產(chǎn)品生產(chǎn)的穩(wěn)定性弱，控制不當(dāng)?shù)脑捯滓鸨āA法的制作工藝復(fù)雜，需要使用大量的堿，應(yīng)用程度不高。在中和法中，集合酸法和堿法的優(yōu)勢，進(jìn)行中和反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)鹽的基度，除去鹽之后取得聚合氯化鋁，制得純度較高的產(chǎn)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，取得符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的聚合氯化鋁的過程。該生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量較純，而且生產(chǎn)的條件在常溫下就能進(jìn)行，條件溫和。但是，生產(chǎn)成本較高，持續(xù)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(jìn)行反應(yīng)，在經(jīng)過降溫、過濾等程序，取得聚合氯化鋁產(chǎn)品。而且生產(chǎn)的成本小，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)品質(zhì)量較高。

在二步溶解法中，氫氧化鋁溶液和氨水進(jìn)行比例水解反應(yīng)，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(shí)現(xiàn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)高，可利用性強(qiáng)。煤矸石在經(jīng)粉碎后加入回流冷凝器中反應(yīng)，經(jīng)過冷卻沉降和真空抽濾，取得聚合氯化鋁粗制品，經(jīng)壓縮后取得固體聚合氯化鋁。該方法制備出來的氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于30%，且氧化鋁的堿度較高。

2.1.4 粘士礦、鋁土礦制備法

粘土礦和鋁土礦一般不能在酸性溶液中進(jìn)行融入，通過堿性溶劑的中和，經(jīng)過高溫的活化作用，取得一定比例的鈣粉。在反應(yīng)的過程中，因原料的使用較為復(fù)雜，含有較多的礦物質(zhì)雜質(zhì)，產(chǎn)品溶液的飽和度一般不高。因此，為了將鹽基度調(diào)和的適當(dāng)?shù)乃剑话銜诜磻?yīng)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(chǎn)品的水解程度。熱分解法是在產(chǎn)品加熱的條件下，對產(chǎn)品的熱進(jìn)程進(jìn)行控制，取得的一種中間產(chǎn)物，在干法和濕法的相互作用下，取得聚合氯化鋁。但該工藝產(chǎn)品的溶解性差，產(chǎn)品的鹽基度也較低。

2.2 國外聚合氯化鋁生產(chǎn)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(chǎn)企業(yè)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(jīng)過噴霧的干燥作用，取得透明的水溶液和無色透明的黃色粉末狀固體。氫氧化鋁在日本實(shí)現(xiàn)商品生產(chǎn)以來，主要運(yùn)用于生活污水的處理，通過運(yùn)用離子膜鹽酸和高純度鹽酸，能夠取得純度較高的氫氧化鋁制劑。

2.2.2 金屬鋁或鋁屑制備

在運(yùn)用金屬鋁和鋁屑進(jìn)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(yùn)用常壓酸液和調(diào)整鹽基度兩步的方法進(jìn)行制備，通過運(yùn)用常壓酸溶液，經(jīng)過鹽酸和隔膜鹽酸的反應(yīng)作用，取得穢濁的水溶液和灰色的結(jié)晶體。

3、聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝的應(yīng)用

3.1 生活水源的處理

聚合氯化鋁在日本一直被運(yùn)用在水源的處理上，在使用過程中，較硫酸亞鐵等凈水產(chǎn)品而言，用量更小，對pH值的適應(yīng)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(yè)化進(jìn)程的加快，我國開始廣泛采用聚合氯化鋁進(jìn)行工業(yè)污水的處理以及生活水源的處理，在制糖、淀粉、采煤等重污染區(qū)，取得了廣泛的應(yīng)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(yè)的發(fā)展

上世紀(jì)80年代，歐洲采用了聚合氯化鋁中性施膠系統(tǒng)，施膠質(zhì)量穩(wěn)定，價格低廉，并且能夠很好地延長紙張的純凈度和強(qiáng)度。聚合氯化鋁在造紙工業(yè)中，還有助濾的作用，通過紙張纖維細(xì)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(yè)取得了較快程度的發(fā)展。

3.3 其他應(yīng)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(yè)中也有重要的作用。比如說可以用于生產(chǎn)復(fù)式鋁鹽、生產(chǎn)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(yè)的應(yīng)用中使用頻度越來越高，需求逐漸增加。

4、聚合氯化鋁的生產(chǎn)發(fā)展趨勢探究

4.1 市場需求量擴(kuò)大化

隨著市場化進(jìn)程的加快和現(xiàn)代化市場經(jīng)濟(jì)制度的建立，對工業(yè)發(fā)展的重視是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的要點(diǎn)。然而，在這種粗放型的發(fā)展中，水資源受到了嚴(yán)重威脅。同時，隨著城市化進(jìn)程的加快，人們生活質(zhì)量的提升，必將對水質(zhì)提出更高的要求。因此，在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提升中，需要對生活水源進(jìn)行加藥處理。另外，隨著新型的造紙和航天耐火材料以及化妝品行業(yè)的發(fā)展，聚合氯化鋁在需求上趨勢呈現(xiàn)不斷擴(kuò)展。經(jīng)預(yù)計(jì)，未來十年，我國將成為聚合氯化鋁生產(chǎn)和消費(fèi)的強(qiáng)國，在每年超過10%的增長率中，市場需求量將擴(kuò)大一倍。

4.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)漸合理化

在國家飲用水的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，可以看出，水質(zhì)檢測標(biāo)準(zhǔn)種類的繁多，能有效提升水質(zhì)。在這個新標(biāo)準(zhǔn)中，對于生物性和化學(xué)性的考核明顯提升，在質(zhì)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(chǎn)品存在著嚴(yán)重的不合格現(xiàn)象。隨著水質(zhì)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格，聚合氯化鋁生產(chǎn)企業(yè)就會嚴(yán)格按照要求，進(jìn)行自身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，這種改變對企業(yè)生產(chǎn)成本施加的壓力不大，能夠提升企業(yè)發(fā)展的長久動力，使企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向更為合理的方向發(fā)展。

4.3 工藝標(biāo)準(zhǔn)制定規(guī)范化

隨著造紙技術(shù)的不斷發(fā)展，造紙企業(yè)在生產(chǎn)過程中大都采用了聚合氯化鋁進(jìn)行生產(chǎn)。但是，有些企業(yè)聚合氯化鋁的質(zhì)量存在著嚴(yán)重的問題，生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量不清晰。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(chǎn)品的凝結(jié)度較差，而且產(chǎn)品的成本較高，并不適合造紙企業(yè)的長期發(fā)展。因此，從更為長遠(yuǎn)的角度上來看，國家應(yīng)嚴(yán)格聚合氯化鋁的使用標(biāo)準(zhǔn)，在不同的生產(chǎn)企業(yè)中實(shí)施不同的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。如在化妝品行業(yè)和造紙行業(yè)中使用的聚合氯化鋁，不能采用同一個規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)。

4.4 區(qū)域性企業(yè)大型化

我國聚合氯化鋁的生產(chǎn)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(fā)展依托資源和市場的優(yōu)勢，能在市場中贏得較快的發(fā)展。目前，我國的聚合氯化鋁生產(chǎn)純度較高，在國內(nèi)市場和國外市場上都出現(xiàn)了供不應(yīng)求的狀況。因此，加強(qiáng)區(qū)域間企業(yè)的聯(lián)系，建設(shè)區(qū)域性的大型聚合氯化鋁生產(chǎn)企業(yè)，是聚合氯化鋁生產(chǎn)發(fā)展的又一大重要趨勢。

5、結(jié)束語

我國在聚合氯化鋁工業(yè)的長期發(fā)展中，不僅具有豐富的資源優(yōu)勢，也具有廣闊的國內(nèi)市場和國外市場。在聚合氯化鋁制備技術(shù)不斷發(fā)展的前提下，提升了企業(yè)的創(chuàng)造活力。本文在探究聚合氯化鋁工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，提出了聚合氯化鋁企業(yè)生產(chǎn)市場需求擴(kuò)大化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理化、工藝標(biāo)準(zhǔn)制定規(guī)范化、區(qū)域性企業(yè)大型化發(fā)展趨勢，為實(shí)現(xiàn)聚合氯化鋁工業(yè)的跨越式發(fā)展提供了有利條件。