摘要：聚合氯化铝作为一种新型净水剂在废水处理及饮用水净化等方面的应用越来越普遍，并以速凝等优点逐渐替代了三氯化铁和硫酸铝，成为净水行业的佼佼者。本文就我国目前采用的氢氧化铝和铝土矿、含铝废料等三种不同原料、不同工艺，浅谈降低生产成本的较佳选择。
目前上海、南京等诸多自来水厂公司均已采用聚合氯化铝作为理想的饮用净水剂，云南昆明冶炼厂多年来一直采用聚合氯化铝治理其含铅废水，一些矿山也纷纷选用聚合氯化铝来处理选矿废水。另外，聚合氯化铝还可以做脱模剂等用于其它工业用途。由于聚合氯化铝的用途不断扩大，而且需求量很大，因此聚合氯化铝厂家也随即不断增加。由于各生产厂家所使用的原料不同、生产流程不同，因而其质量、工艺参数、生产成本亦不同。本文就国内的几家典型的聚合氯化铝生产工艺浅析如下。
一、氢氧化铝为原料生产聚合氯化铝
用氢氧化铝为原料生产聚合氯化铝有很多方法，如凝胶法、气法、活化法和加压溶出法等生产工艺，但使用较广泛的是加压溶出法。
1、氢氧化铝加压溶出法
聚合氯化铝生产系采用氢氧化铝和盐酸按一定比例加入高压釜，在高温高压下，一步产出液体聚合氯化铝，故又称为一步法生产流程。经固化后产品为固体聚合氯化铝。
2、工艺特点
盐酸和氢氧化铝在150-157℃、0.27-0.34MPa/cm2条件下，一次反应产出液体聚合氯化铝。产品中杂质含量均远远低于日本给水协会J-W-WAK114-74的标准。此工艺生产的固体聚合氯化铝Al2O3含量约为30% ，盐基度为52%-57%，若需要进一步提高产品盐基度，本工艺难以实现，需要从改革工艺入手，即增加调碱或调凝胶氢氧化铝等工序。
本工艺流程短、投资少、上马快、杂质含量低，但原料的供应比较紧张，价格昂贵，生产成本偏高。
二、用铝土矿生产聚合氯化铝
以铝土矿代替氢氧化铝生产聚合氯化铝具有广阔的前途，目前主要有以下四种典型生产工艺。
1、氢氧化铝凝胶溶浸法
此工艺以硫酸与铝土矿轻烧料反应生成硫酸铝，再用碱中和生成凝胶氢氧化铝。凝胶氢氧化铝用盐酸溶浸生产出液体聚合氯化铝，再进行固化。
其工艺特点是：经过硫酸、盐酸两段浸出、过滤，产品杂质含量低，且反应能在常压下进行，设备简单、投资较少、操作较方便，由于凝胶氢氧化铝具有较高的活性，最终产品中的Al2O3含量及盐基度均较为理想，但其调整不如其它工艺方便。产品中有少量残留的硫酸根离子，即有多价阴离子存在，使其聚合度增加，净水效果大幅度提高，此工艺耗酸较多，生产成本偏高。
2、热能脱氧法生产流程
此工艺是先将原料转变成AlCl3，再采取热能脱氧生产聚合氯化铝。其工艺特点是：
①此工艺首先要将铝土矿中的Al2O3转变成AlCl3，因此，在反应中要控制较高的配比(2:1左右)。
②利用回转窑热能脱氧，并根据脱氧量的多少调整盐基度的高低。控制回转窑的温度和物料在窑内的停留时间来控制脱氧量。一般控制窑温为200℃，停留时间为30分钟，即可使产品的盐基度提高到70%左右。
③此工艺除浸出外还需蒸发、过滤、热解、聚合及氯气回收等工序，设备多、投资大，而且工艺复杂。热解产出的氯气回收工艺需旋风分离、冷却塔、两级吸收塔等设备、设备易腐蚀。
④流程长、操作人员多、能耗及原料消耗高，以及设备折旧、管理费用多、成本较高。
3、氢氧化铝凝胶调整法
该生产方法是首先产出低盐基度的聚合氯化铝，再用凝胶氢氧化铝来调整其盐基度，使之达到用户的要求。工艺特点是：
①根据用户要求很方便地调节Al2O3含量和盐基度的高低，可以产出达到出口要求的30%-35%Al2O3、盐基度≥70%的标准。
②在用氨水中和过程中副产氯化铵化肥，降低生产成本。
③生产的液体聚合氯化铝粘度大，有利于固化。
④工艺操作较为复杂。
4、用碱直接调整法
此流程为盐酸一步浸出并加碱调整盐基度的生产工艺。工艺特点是：
将盐酸与铝土矿轻烧料按比例装入高压釜后，在压力为0.2MPa/cm2、温度为130℃条件下，一次产出的低盐基度浸出液，经半小时沉降后，利用上清液本身的50-60℃的余热，并加入CaCO3调整盐基度。
此工艺是铝土矿生产工艺中流程较简单、投资较少、上马快的产品，深受用户欢迎，而且生产成本低、具有强有力的竞争能力。
三、用铝灰、铝屑、含铝废料生产聚合氯化铝
用各种含铝废料生产聚合氯化铝的方法也很多，具有代表性的有铝灰中和法与铝灰酸溶法。
1、铝灰中和法
将盐酸和烧碱分别和铝灰反应制备出三氯化铝和铝酸钠，然后再合成聚合氯化铝。
工艺特点：利用铝的两性，即在碱性范围内铝以负的盐离子存在，在酸性范围内以正铝离子形态存在，同时，铝盐和铝盐酸在水溶液中都能发生水解，生成氢氧化铝沉淀。若将三氯化铝和盐酸钠按一定比例配入合成，即可得到符合质量要求的聚合氯化铝。
2、铝灰酸溶法
将铝灰和盐酸按一定比例配入，一次直接产出液体聚合氯化铝。
工艺特点：铝灰在盐酸作用下，形成较稳定的单核金属络合物[Al(OH2)6]3+，随着Al3+不断溶出，pH值逐步提高，OH-浓度上升，配位水发生水解。当pH值继续升高到4.0以后，两个OH-之间发生缩聚反应，生成聚合多核络合物，即聚合氯化铝。
此工艺简单、设备投资少、上马快，并且设备简单、维修费少、操作简便、生产成本低、回收投资快，同时，本工艺以含铝废料为原料，即本身为三废治理项目，生产出的聚合氯化铝又可处理废水，达到以废治废的目的。
四、结束语
以氢氧化铝为原料生产聚合氯化铝存在着原料供应紧缺，原料昂贵等问题，在用铝土矿为原料生产聚合氯化铝的诸多工艺流程中，以加碱直接调整法较简单、成本较低；以氢氧化铝凝胶调整法生产的产品质量较好，可以达到出口之目的。用铝灰、铝屑、含铝废料生产聚合氯化铝是变废为宝，消除污染，综合利用一举三得，尤其是铝灰酸溶法，投资少、设备简单、生产成本低，很具竞争力。因此，这三种工艺代表了聚合氯化铝的发展方向。
