聚合氯化铝

CAS号:1327-41-9
英文名:Aluminum chlorohydrate
中文名:聚合氯化铝
CBNumber:CB7396252
分子式:AlClHO
分子量:79.44
MOL File:1327-41-9.mol

密度 :1.36[at 20℃]
蒸气压 :0.001Pa at 20℃
溶解度 :soluble in H2O
形态 :glassy solid
颜色 :glass, glassy solid
水溶解性 :soluble H2O, forms slightly turbid colloidal solution [MER06]
稳定性 :Stable. Incompatible with many metals.
InChI :InChI=1S/Al.ClH.H2O.H/h;1H;1H2;/q+2;;;/p-2
InChIKey :MTSHNTORJWMHCG-UHFFFAOYSA-L
SMILES :[AlH](Cl)O
LogP :-1.380 (est)
CAS 数据库 :1327-41-9(CAS DataBase Reference)
EPA化学物质信息 :Aluminum chloride hydroxide (1327-41-9)

简介
聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，分子式 [Al2(OH)nCl6-n· xH2O]m (m≤10，n=1～5)。为无机高分子化合物，是介于氯化铝和氢氧化铝之间的水解产物。由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生成分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，又被简称为聚铝，英文缩写为PAC，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。在形态上又可以分为固体和液体两种，而固体按颜色不同又分为棕褐色、黄色和白色，不同颜色的聚合氯化铝在应用及生产技术上也有较大的区别。
产品性能
a、聚合氯化铝作为水处理剂对各种水质适应性强，对于高浊度水混凝沉淀效果尤为显著。 b、净化后的水质优于硫酸铝等无机混凝剂，净水成本与之相比低15-30％。絮凝体形成快，沉降速度快。 c、含氧化铝高、投加量小，可降低制成水成本。 d、源水PH值在5.0-9.0范围均可凝聚。 e、腐蚀性小，操作条件好，溶解性优于硫酸铝。 f、处理水中盐分较少，有利于离子交换处理和纯水制备。 g、对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机混凝剂，对低温水的处理效果也较好，最低析出温度为-18℃。
用途
该产品能除菌、除臭、除氟、铝、铬、除油、除浊、除重金属盐、除放射性污染物、在净化各种水源过程中具有广泛的用途。

    1、净化生活饮用水，生活污水。

    2、净化工业用水、工业废水、矿山、油田回注水、净化造水、治金、洗煤、皮革及各种化工污水处理等。

    3、工业生产应用;造纸施胶、印染漂染、水泥速凝剂、精密铸造硬化剂、耐火材料粘剂、甘油精制、布匹防皱、医药、等其它行业，废水可循环使用。

    4、在炼没工业中，用于没水分离，效果甚佳。
颜色类型
1、白色聚氯化铝

最新研发的一种新型净水材料，专业用于食品、饮用水、城市给水、精密制造用水净化、造纸行业、医药、糖液精制、化妆品助剂、日常化学品工业等方面有非常广泛的应用，纯度非常高，价格也是最高的。

2、淡黄色聚氯化铝

仅次于白色聚氯化铝的中高系列产品，主要用于饮用水处理，其中对重金属的含量限制比较严格，特别是我们所生产的饮水级聚合氯化铝产品，用它处理过后的水澄清无沉淀，AL2O3含量在30（±0.5）左右，粉末细、颗粒均匀、絮凝效果好、净化高效稳定、投加量少、成本低，是长期合作的各大水厂专用的水处理絮凝剂。

3、金黄色聚氯化铝

是目前市场上应用最广泛的聚合氯化铝，用于污水处理的高效絮凝剂，絮凝效果好，所以不管是工业给水、工业废水、工业水循环和城市污水处理都是最好的选择。

4、褐色、棕色、咖色聚合氯化铝

是针对个别客户对水处理的特别的要求所生产的水处理产品，其中铁含量高于其他聚合氯化铝产品系列，所以颜色较金黄色深一些。针对于低温、低浊、高藻的污水有强效，主要用于饮用水、城市给水、工业给水净化等方面处理。
无机高分子聚合物聚合氯化铝是一种无机高分子聚合物。具有一定的胶凝性，可以做耐火涂料，超纯氧化铝制品和耐火混凝土等的胶结材。聚合氯化铝是一种高价多羟基电解质，可以看作是AlCl3水解成Al(OH)3的中间产物，胶核带正电荷，水解呈酸性。这类产品的组成成分是在一定条件下，各种含水络合物按一定比例组成的混合体系。其表示式为[Al2(OH)n·Cl6-n]m，式中n=1—5，m≤10。

由于制法和性能不同，聚合氯化铝又可称为羟基氯化铝、碱式氯化铝、聚合氧化铝等。主要物理化学性能指标有碱化度、pH值、Al2O3含量和相对密度等。聚合氯化铝的原材料丰富，成本低廉，具有不降低耐火混凝土的耐火度、高温下活性较强，在掺有少量促凝剂时，常温下可硬化等特点，是一种有发展前途的胶结材。
聚合氯化铝分类聚合氯化铝一般分为三大类，第一种是食品级的聚合氯化铝，第二种是饮水级别的聚合氯化铝，第三种是工业级别的聚合氯化铝，这三种不同类别的聚合氯化铝在使用过程和相关的指标上都有着明显的差异。
食品级的聚合氯化铝外观一般为白色粉末状，简称白聚铝，多用于饮用水的处理，制药和化妆品的辅料，以及一些高技术的科技研究等，一般采用喷雾干燥工艺制作，白色的聚合氯化铝在氧化铝的含量在30%以上。
饮水级聚合氯化铝的外观为黄色或金黄色不规则颗粒，同样采用喷雾干燥型工艺制得，在造纸厂、印染厂、皮革厂、电厂、城市污水处理和污水处理厂是最主要的净水药剂之一。饮水级聚合氯化铝一般氧化铝含量在26%到30%之间，一般市面上有26、28、30这三种规格的产品。
工业级的聚合氯化铝外观通常为棕褐色或黄色的颗粒，一般采用滚筒干燥工艺，在哥工业的废水处理上具有优秀的使用效果。工业级的聚合氯化铝含量在22%到30%之间，市面上工业级聚合氯化铝的规格从22到30的都有，并有较大差别，请谨慎选购。
混凝剂混凝剂是指能促使水中胶体微粒的凝聚与絮凝作用，加速形成粗颗粒，从而使其快速沉降或更易过滤的一种化学药剂。
混凝剂包括凝聚剂、絮凝剂、助凝剂等。这些名词目前尚无严格的统一定义与界限。混凝剂与絮凝剂、凝聚剂常混用。
常用的混凝剂有明矾、聚合氯化铝、活化硅酸、聚丙烯酰胺、镁矾土、硫酸亚铁和三氯化铁等，以聚合氯化铝和明矾配合使用效果最好。
聚合氯化铝是一种新型无机高分子混凝剂，它与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐，而聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用PH值范围宽，对管道设备无腐蚀，净水效果明显，能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子，该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域，具有如下特性：
1．净化后水质优于三氯化铁硫酸铝等无机混凝剂，且净水成本比较低。
2．絮凝体形成快、沉降速度快，比三氯化铁、硫酸铝等传统絮凝剂处理能力大。
3．对源水温度、浊度、碱度等适应性由于三氯化铁、硫酸铝等传统絮凝剂。
4．适应的源水PH值宽，在PH5.0—9.0范围均可凝聚，最佳效果为PH6.5-7.5。
5．腐蚀性小，操作条件好。
6．溶解性优于三氯化铁、硫酸铝。
7．处理后水中铝与盐份残留少，有利于离子交换处理和制备。
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性能聚合氯化铝的主要物理化学性能是以碱化度、pH值、Al2O3含量和密度来表示。
碱化度(B)与pH值：碱化度系指聚合氯化铝中Cl-被OH-所取代的程度，一般以羟基与铝的当量比百分数表示，即：B=[OH]/3[Al]×100%。
聚合氯化铝的许多特征都同碱化度有关。如聚合度、pH值、贮存稳定性和作胶结剂的胶结性等等。但碱化度只是代表所存在的各种不同聚合度的聚合氯化铝混合物的统计平均值。
聚合氯化铝液体的pH值同碱化度有类似之处，但两者具有不完全相同的意义，碱化度表达聚合氯化铝结构中结合的羟基数量，而pH值则表达溶液中游离状态的羟基离子OH的数量。聚合氯化铝溶液的pH值一般随碱化度升高而增大。

图2 碱化度和pH值的关系。同一碱化度的溶液，当其浓度不同时，pH值也不相同，随着溶液浓度增大，pH值有所降低。如以原液碱化度为50%的聚合氯化铝(PAC)和AlCl3溶液为例，稀释成不同质量浓度时，其pH值是不同的。
Al2O3的含量、密度与粘度：聚合氯化铝溶液的Al2O3含量与密度之间存在着一定的关系。溶液的密度随Al2O3含量提高而增大，成直线关系。

图3 聚合氯化铝密度与Al2O3含量的关系。
聚合氯化铝溶液的密度，pH值与粘度的关系为：密度越大、pH值越高，粘度(动力粘滞系数)也越大。

图4 聚合氯化铝密度、pH值与粘度的关系。
质量指标
PAC（聚合氯化铝）的最重要三个质量指标是什么，决定聚合氯化铝质量的盐基度、ＰＨ值、氧化铝含量，这是聚合氯化铝的三个最重要的质量指标。

1、盐基度。

PAC（聚合氯化铝）中某种形态的羟基化程度或碱化的程度称为盐基度或碱化度。一般用羟铝摩尔比B=[OH]/[Al]百分率表示。盐基度是聚合氯化铝最重要的指标之一，与絮凝效果有十分密切的关系。原水浓度越高，盐度越高，则絮凝效果越好。归纳起来，在原水浊度86~10000mg/L范围内，聚合氯化铝最佳盐基度在409~853，且聚合氯化铝的许多其他特性都与盐基度有关。　

2、pH值。

PAC（聚合氯化铝）溶液的pH也是一项重要的指标。它表示溶液中游离状态的OH-数量。聚合氯化铝的pH值一般随盐基度升高而增大，但对于不同组成的液体，其pH值与盐基度之间并不存在对应关系。具有相同盐基度浓度的液体，当浓度不同时，其pH值也不同。

3、氧化铝含量。

PAC（聚合氯化铝）中氧化铝含量是产品有效成分的衡量指标，它与溶液的相对密度有一定的关系，一般说来相对密度越大，则氧化铝含量越高。聚合氯化铝黏度与氧化铝含量有关，随氧化铝含量增大黏度增大。相同条件下，相同浓度氧化铝条件下，聚合氯化铝的粘度要低于硫酸铝，更有利于输送和使用。
应用耐火材料结合剂的一种。是用含铝原料或金属铝经过盐酸的溶出、水解、聚合等物理化学处理制成的一种氢氧化铝溶胶。聚合氯化铝可以看成是AlCl3水解成为Al(OH)3的中间产物，因此水解液呈酸性。聚合氯化铝又称羟基氯化铝 (AluminumHydroxychloride) 或碱式氯化铝 (Basic Aluminumchloride)，其化学通式为〔Al2 (OH)nCl6-n〕m。若式中n接近于6或等于6，则可称为铝溶胶(Alumina sol)。用聚合氯化铝作为散状耐火材料的结合剂不会降低耐火度，在加热过程中聚合氯化铝脱水和分解生成的Al2O3是一种高分散度的活性氧化铝，有助于烧结，因此它适合作耐火材料的结合剂。
聚合氯化铝可作不烧或烧成耐火制品、耐火可塑料、捣打料和浇注料的结合剂。作不定形耐火材料的结合剂时，对碱化度和密度有一定的要求，太高和太低其胶结强度均不好，一般其碱化度在46%～72%之间，密度在1.17～1.23kg/m3之间结合强度较好。作耐火浇注料的结合剂时，可用合成镁铝尖晶石、电熔MgO和矾土水泥作促凝剂。但用聚合氯化铝作不定形耐火材料结合剂时，因其溶液呈酸性(pH<5)，会与耐火材料中含有的铁和含铁化合物反应逸出氢气而使材料发生鼓胀。因此，在制备工艺上需要有困料阶段，以避免成型好的制品或衬体发生鼓胀而开裂。
制备工艺
1. 以氢氧化铝生产PAC

以氢氧化铝为原料采用酸溶法制备PAC 是国内外普遍采用的一种工艺。氢氧化铝纯度高，生产的产品重金属含量很低。但是由于氢氧化铝酸溶性比较差，因此一般在反应釜中采用加温、加压的方法溶出铝液，经分离熟化即可得到PAC 产品。在反应釜中加压、加热，可以使氢氧化铝中铝的溶出率达到90%以上。这种工艺相对比较简单，但是所得产品的盐基度偏低，约为40%。为提高产品的盐基度，并且不引入其他重金属杂质，一般采用在低盐基度产品中加入铝屑和铝酸钠，这样所得产品的盐基度一般可提高到70%以上。

2. 以氯化铝生产PAC

直接以结晶氯化铝为原料，可采用沸腾热解法制得固体PAC 产品。结晶氯化铝在一定温度下热解，分解出氯化氢和水，聚合变成粉状产物。目前这种方法很少使用，因为结晶氯化铝可以直接与铝酸钙反应，这样更节省原料和能源，也不会产生污染。方法是将结晶氯化铝溶液在加热条件下与铝酸钙反应，可以得到盐基度为80%~90%的产品。每1 t 结晶氯化铝一般可以制备得到5 t PAC（Al2O3质量分数为10%）。
使用方法
聚合氯化铝净水剂直接添加到污水中，会将悬浮物迅速包裹絮凝沉淀，造成设备的堵塞，且净水剂的用量是聚合氯化铝水溶液用量的2-3倍，虽然省事，却直接导致使用成本的增加。聚合氯化铝是一种无机高分子净水剂，由氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。

聚合氯化铝的正确使用方法：

1、使用净水剂时应先根据水质进行小试，选出净水效果好，投放量小的最佳点。溶液应随配随用，非饮用水应根据实际情况选定用量。

2、使用固体时，先加水溶解陪配成10-25%的溶液，而后水稀释至所需浓度，在溶解时先加水慢慢投料，并不断进行搅拌。

3、不同厂家或不同牌号的水处理药剂不能混合，并且不得与其他化学药品混存。

4、原液和稀释液稍有腐蚀性，但低于其他各种无机絮凝剂。

5、产品有效储存期:液体半年，固体两年。固体产品潮后仍然可使用。

6、净水剂聚合氯化铝经合理投加，净化后水质符合生活饮用水卫生标准。
化学性质无色或黄色树脂状固体。其溶液为无色或黄褐色透明液体，有时因含杂质而呈灰黑色粘液。易溶于水。
用途用于生活饮用水、各种工业废水的净化处理
用途作为絮凝剂主要用于净化饮用水和给水的特殊水质处理，如除铁、氟、镉、放射性污染。除漂浮油等。亦可用于工业废水处理，如印染废水。此外还用于精密铸造、医药、造纸、制革。
用途聚合铝能除菌、除臭、脱色、除氟、铝、铬、酚、除油、除浊、除重金属盐、除放射性污染物质，对净化各种水具有广泛的用途。
用途聚合氯化铝是絮凝剂，主要用于净化饮用水，还用于给水的特殊水质处理、除铁、除镉、除氟、除放射性污染、除浮油等。也用于工业废水处理，如印染废水等，在铸造、造纸、医药、制革等方面也有广泛应用。
生产方法沸腾热解法将结晶氯化铝在170℃下进行沸腾热解，放出的氯化氢用水吸收制成20%盐酸加回收。然后加水在60℃以上进行熟化聚合，再经固化，干燥，破碎，制得固体聚合氯化铝成品。其

沸腾热解法将铝灰（主要成分为氧化铝和钓金属铝）按一定配比加入预先加入洗涤水的反应器中，在搅拌下缓缓加入盐酸进行缩聚反应，经熟化聚合至pH值4.2～4.5，溶液相对密度为1.2左右进行沉降，得到液体聚合氯化铝。液体产品稀释过滤，蒸发浓缩干燥得固体聚合氯化铝成品。其