摘要：聚合氯化鋁作為一種新型凈水劑在廢水處理及飲用水凈化等方面的應用越來越普遍，并以速凝等優點逐漸替代了三氯化鐵和硫酸鋁，成為凈水行業的佼佼者。本文就我國目前采用的氫氧化鋁和鋁土礦、含鋁廢料等三種不同原料、不同工藝，淺談降低生產成本的較佳選擇。
目前上海、南京等諸多自來水廠公司均已采用聚合氯化鋁作為理想的飲用凈水劑，云南昆明冶煉廠多年來一直采用聚合氯化鋁治理其含鉛廢水，一些礦山也紛紛選用聚合氯化鋁來處理選礦廢水。另外，聚合氯化鋁還可以做脫模劑等用于其它工業用途。由于聚合氯化鋁的用途不斷擴大，而且需求量很大，因此聚合氯化鋁廠家也隨即不斷增加。由于各生產廠家所使用的原料不同、生產流程不同，因而其質量、工藝參數、生產成本亦不同。本文就國內的幾家典型的聚合氯化鋁生產工藝淺析如下。
一、氫氧化鋁為原料生產聚合氯化鋁
用氫氧化鋁為原料生產聚合氯化鋁有很多方法，如凝膠法、氣法、活化法和加壓溶出法等生產工藝，但使用較廣泛的是加壓溶出法。
1、氫氧化鋁加壓溶出法
聚合氯化鋁生產系采用氫氧化鋁和鹽酸按一定比例加入高壓釜，在高溫高壓下，一步產出液體聚合氯化鋁，故又稱為一步法生產流程。經固化后產品為固體聚合氯化鋁。
2、工藝特點
鹽酸和氫氧化鋁在150-157℃、0.27-0.34MPa/cm2條件下，一次反應產出液體聚合氯化鋁。產品中雜質含量均遠遠低于日本給水協會J-W-WAK114-74的標準。此工藝生產的固體聚合氯化鋁Al2O3含量約為30% ，鹽基度為52%-57%，若需要進一步提高產品鹽基度，本工藝難以實現，需要從改革工藝入手，即增加調堿或調凝膠氫氧化鋁等工序。
本工藝流程短、投資少、上馬快、雜質含量低，但原料的供應比較緊張，價格昂貴，生產成本偏高。
二、用鋁土礦生產聚合氯化鋁
以鋁土礦代替氫氧化鋁生產聚合氯化鋁具有廣闊的前途，目前主要有以下四種典型生產工藝。
1、氫氧化鋁凝膠溶浸法
此工藝以硫酸與鋁土礦輕燒料反應生成硫酸鋁，再用堿中和生成凝膠氫氧化鋁。凝膠氫氧化鋁用鹽酸溶浸生產出液體聚合氯化鋁，再進行固化。
其工藝特點是：經過硫酸、鹽酸兩段浸出、過濾，產品雜質含量低，且反應能在常壓下進行，設備簡單、投資較少、操作較方便，由于凝膠氫氧化鋁具有較高的活性，最終產品中的Al2O3含量及鹽基度均較為理想，但其調整不如其它工藝方便。產品中有少量殘留的硫酸根離子，即有多價陰離子存在，使其聚合度增加，凈水效果大幅度提高，此工藝耗酸較多，生產成本偏高。
2、熱能脫氧法生產流程
此工藝是先將原料轉變成AlCl3，再采取熱能脫氧生產聚合氯化鋁。其工藝特點是：
①此工藝首先要將鋁土礦中的Al2O3轉變成AlCl3，因此，在反應中要控制較高的配比(2:1左右)。
②利用回轉窯熱能脫氧，并根據脫氧量的多少調整鹽基度的高低。控制回轉窯的溫度和物料在窯內的停留時間來控制脫氧量。一般控制窯溫為200℃，停留時間為30分鐘，即可使產品的鹽基度提高到70%左右。
③此工藝除浸出外還需蒸發、過濾、熱解、聚合及氯氣回收等工序，設備多、投資大，而且工藝復雜。熱解產出的氯氣回收工藝需旋風分離、冷卻塔、兩級吸收塔等設備、設備易腐蝕。
④流程長、操作人員多、能耗及原料消耗高，以及設備折舊、管理費用多、成本較高。
3、氫氧化鋁凝膠調整法
該生產方法是首先產出低鹽基度的聚合氯化鋁，再用凝膠氫氧化鋁來調整其鹽基度，使之達到用戶的要求。工藝特點是：
①根據用戶要求很方便地調節Al2O3含量和鹽基度的高低，可以產出達到出口要求的30%-35%Al2O3、鹽基度≥70%的標準。
②在用氨水中和過程中副產氯化銨化肥，降低生產成本。
③生產的液體聚合氯化鋁粘度大，有利于固化。
④工藝操作較為復雜。
4、用堿直接調整法
此流程為鹽酸一步浸出并加堿調整鹽基度的生產工藝。工藝特點是：
將鹽酸與鋁土礦輕燒料按比例裝入高壓釜后，在壓力為0.2MPa/cm2、溫度為130℃條件下，一次產出的低鹽基度浸出液，經半小時沉降后，利用上清液本身的50-60℃的余熱，并加入CaCO3調整鹽基度。
此工藝是鋁土礦生產工藝中流程較簡單、投資較少、上馬快的產品，深受用戶歡迎，而且生產成本低、具有強有力的競爭能力。
三、用鋁灰、鋁屑、含鋁廢料生產聚合氯化鋁
用各種含鋁廢料生產聚合氯化鋁的方法也很多，具有代表性的有鋁灰中和法與鋁灰酸溶法。
1、鋁灰中和法
將鹽酸和燒堿分別和鋁灰反應制備出三氯化鋁和鋁酸鈉，然后再合成聚合氯化鋁。
工藝特點：利用鋁的兩性，即在堿性范圍內鋁以負的鹽離子存在，在酸性范圍內以正鋁離子形態存在，同時，鋁鹽和鋁鹽酸在水溶液中都能發生水解，生成氫氧化鋁沉淀。若將三氯化鋁和鹽酸鈉按一定比例配入合成，即可得到符合質量要求的聚合氯化鋁。
2、鋁灰酸溶法
將鋁灰和鹽酸按一定比例配入，一次直接產出液體聚合氯化鋁。
工藝特點：鋁灰在鹽酸作用下，形成較穩定的單核金屬絡合物[Al(OH2)6]3+，隨著Al3+不斷溶出，pH值逐步提高，OH-濃度上升，配位水發生水解。當pH值繼續升高到4.0以后，兩個OH-之間發生縮聚反應，生成聚合多核絡合物，即聚合氯化鋁。
此工藝簡單、設備投資少、上馬快，并且設備簡單、維修費少、操作簡便、生產成本低、回收投資快，同時，本工藝以含鋁廢料為原料，即本身為三廢治理項目，生產出的聚合氯化鋁又可處理廢水，達到以廢治廢的目的。
四、結束語
以氫氧化鋁為原料生產聚合氯化鋁存在著原料供應緊缺，原料昂貴等問題，在用鋁土礦為原料生產聚合氯化鋁的諸多工藝流程中，以加堿直接調整法較簡單、成本較低；以氫氧化鋁凝膠調整法生產的產品質量較好，可以達到出口之目的。用鋁灰、鋁屑、含鋁廢料生產聚合氯化鋁是變廢為寶，消除污染，綜合利用一舉三得，尤其是鋁灰酸溶法，投資少、設備簡單、生產成本低，很具競爭力。因此，這三種工藝代表了聚合氯化鋁的發展方向。
