聚合氯化鋁(PAC)自20世紀60年代問世,在許多方面都優(yōu)于硫酸鋁,如用量少、產(chǎn)生污泥量少、除濁效率高、對出水pH影響小等,已廣泛應用于水和廢水處理。20世紀60年代末,日本提出了利用工業(yè)氫氧化鋁生產(chǎn)活性氫氧化鋁,再溶于鹽酸的制備工藝。80年代國內(nèi)廣泛采用氫氧化鋁與鹽酸加壓加溫反應工藝,生產(chǎn)的聚合氯化鋁鹽基度一般在40%~50%,該產(chǎn)品的重金屬含量少,可以用于飲用水處理,缺陷是生產(chǎn)條件苛刻,設備腐蝕嚴重。
90年代初,鄭州鞏義地區(qū)出現(xiàn)了利用高鋁水泥(即鋁酸鈣)生產(chǎn)聚合氯化鋁的工藝,被稱作鋁酸鈣酸溶一步法。由于鋁酸鈣具有非常高的活性,通過調(diào)整鹽酸濃度和鋁酸鈣的加藥量就可在室溫下啟動反應,同時放出大量熱量進一步加速反應進行,這一技術是我國混凝劑行業(yè)的一個巨大進步。由于該反應可以在常溫常壓下進行,因此可將反應器的容積設計為50或100m3,生產(chǎn)效率大幅度提高。這種方法的缺陷是鹽酸消耗量大,同時在產(chǎn)品中引入了大量氯化鈣,生產(chǎn)的固體產(chǎn)品氧化鋁含量低,容易吸潮,且重金屬總量會超標。90年代末期,為了充分利用鋁酸鈣生產(chǎn)的技術優(yōu)勢并降低鹽酸的消耗量,有些企業(yè)采用焙燒過的鋁釩土(輕燒料)與鹽酸反應形成氯化鋁溶液,然后加水稀釋再與鋁酸鈣反應,即兩步法生產(chǎn)聚合氯化鋁。這種方法既能提高經(jīng)濟效益又符合使用要求,充分利用我國獨有的資源優(yōu)勢,成為我國絕大部分生產(chǎn)企業(yè)使用的工藝路線。
通過堿溶的方法從鋁土礦中提取工業(yè)氫氧化鋁,由于大量的重金屬離子不溶于堿,可大大減少產(chǎn)品中的重金屬含量。目前廣大生產(chǎn)企業(yè)采用的常壓生產(chǎn)工藝都難以使產(chǎn)品鹽基度達到45%~65%的要求,所以在生產(chǎn)中先利用氫氧化鋁與鹽酸反應生產(chǎn)氯化鋁或者低鹽基度產(chǎn)品,而后利用鋁酸鈣提升鹽基度。這一工藝可在常壓下進行,便于大批量生產(chǎn),目前上海及周邊城市均采用這一技術。其優(yōu)點是大幅降低了成品中的重金屬離子含量,其次減輕了生產(chǎn)企業(yè)的廢渣處理壓力,將固體廢棄物的產(chǎn)生量降低了80%~90%。