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聚合氯化鋁（PAC）是一種無(wú)機(jī)物，一種新興凈水材料、無(wú)機(jī)高分子混凝劑，簡(jiǎn)稱(chēng)聚鋁。它是介于AlCI3和Al(OH)3之間的一種水溶性無(wú)機(jī)高分子聚合物，化學(xué)通式為[Al2(OH)nCl6-n]m，其中m代表聚合程度，n表示PAC產(chǎn)品的中性程度。
n=1~5為具有Keggin結(jié)構(gòu)的高電荷聚合環(huán)鏈體，對(duì)水中膠體和顆粒物具有高度電中和及橋聯(lián)作用，并可強(qiáng)力去除微有du物及重金屬離子，性狀穩(wěn)定。檢驗(yàn)方法可按國(guó)標(biāo)GB 15892--2003標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。
由于氫氧根離子的架橋作用和多價(jià)陰離子的聚合作用，生產(chǎn)出來(lái)的聚合氯化鋁是相對(duì)分子質(zhì)量較大、電荷較高的無(wú)機(jī)高分子水處理藥劑。
聚合氯化鋁顏色類(lèi)型：
聚合氯化鋁的顏色一般有白色、黃色、棕褐色，不同顏色的聚合氯化鋁在應(yīng)用及生產(chǎn)技術(shù)上也有較大區(qū)別。標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的三氧化鋁含量在27%～30%之間的聚合氯化鋁多為土黃色、到黃色、淡黃色的固體粉狀。這些類(lèi)型的聚合氯化鋁水溶性比較好，在溶解的過(guò)程中伴隨電化學(xué)、凝聚、吸附和沉淀等物理化學(xué)變化，絮凝體形成快而粗大、活性高、沉淀快、對(duì)高濁度水的凈化效果明顯。
白色聚合氯化鋁因?yàn)楸环Q(chēng)為高純無(wú)鐵白色聚合氯化鋁，或食品級(jí)白色聚合氯化鋁，與其它聚氯化鋁相比是品質(zhì)較高的產(chǎn)品，主要的原材料是優(yōu)質(zhì)的氫氧化鋁粉、鹽酸，采用的生產(chǎn)工藝是國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的技術(shù)噴霧干燥法。白色聚合氯化鋁用于造紙施膠劑，制糖脫色澄清劑、鞣革、醫(yī)藥、化妝品和精密鑄造及水處理等多個(gè)領(lǐng)域。
黃色聚合氯化鋁的原材料是鋁酸鈣粉、鹽酸、鋁礬土，主要用于污水處理和飲用水處理方面，用于飲用水處理的原材料是氫氧化鋁粉、鹽酸，還有少許的鋁酸鈣粉，采取的工藝是板框壓濾工藝或噴霧干燥工藝。對(duì)于飲用水的處理，在重金屬方面有嚴(yán)格的要求，所以不論是原材料還是生產(chǎn)工藝都比棕褐色聚合氯化鋁要好。黃色聚合氯化鋁一般采用滾筒干燥生產(chǎn)或噴霧塔干燥生產(chǎn)而成，有片狀、粉狀兩種固態(tài)形式。
棕褐色聚合氯化鋁的原材料是鋁酸鈣粉、鹽酸、鋁礬土還有鐵粉。生產(chǎn)工藝是采用滾筒干燥法，一般主要用于污水處理方面，因?yàn)槔锩嫣砑恿髓F粉所以顏色呈棕褐色，鐵粉添加的越多顏色越深，鐵粉如果超過(guò)一定的量在某些時(shí)候也被稱(chēng)為聚合氯化鋁鐵，在污水處理方面具有的效果。
聚合氯化鋁凈水原理：
膠團(tuán)雙電層的構(gòu)造決定了在膠粒表面處反離子的濃度較隨著膠粒表面向外的距離越大則反離子濃度越低較終與溶液中離子濃度相等當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)使溶液中離子濃度增則擴(kuò)散層的厚度減小
當(dāng)兩個(gè)膠粒互相接近時(shí)，由于擴(kuò)散層厚度減小，ξ電位降低，因此它們互相排斥的力就減小了，也就是溶液中離子濃度高的膠間斥力比離子濃度低的要小膠粒間的吸力不受水相組成的影響但由于擴(kuò)散減薄，它們相撞時(shí)的距離就減小了，這樣相互間的吸力就大了可見(jiàn)其排斥與吸引的合力由斥力為主變成以吸為主排斥勢(shì)能消失了膠粒得以迅速凝聚。這個(gè)機(jī)理能較好地解釋港灣處的沉積現(xiàn)象，因淡水進(jìn)入海水時(shí)鹽類(lèi)增加離子濃度增高淡水挾帶膠粒的穩(wěn)定性降低所以在港灣處粘土和其它膠體顆粒易沉積
根據(jù)這個(gè)機(jī)理，當(dāng)溶液中外加電解質(zhì)超過(guò)發(fā)生凝聚的臨界凝聚濃度很多時(shí)，也不會(huì)有更多超額的反離子進(jìn)入擴(kuò)散層不可能出現(xiàn)膠粒改變符號(hào)而使膠粒重新穩(wěn)定的情況。這樣的機(jī)理是藉單純靜電現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明電解質(zhì)對(duì)膠粒脫穩(wěn)的作用，但它沒(méi)有考慮脫穩(wěn)過(guò)程中其它性質(zhì)的作用(如吸附)因此不能解釋復(fù)雜的其它一些脫穩(wěn)現(xiàn)象例如三價(jià)鋁鹽與鐵鹽作混凝劑投量過(guò)多凝聚效果反而下降，甚至重新穩(wěn)定又如與膠粒帶同電號(hào)的聚合物或高分子有機(jī)物可能有好的凝聚效果等電狀態(tài)應(yīng)有較好的凝聚效果但往往在生產(chǎn)實(shí)踐中電位大于零時(shí)混凝效果卻較少等
實(shí)際上在水溶液中投加混凝劑使膠粒脫穩(wěn)現(xiàn)象涉及到膠粒與混凝劑膠粒與水溶液混凝劑與水溶液三個(gè)方面的相互作用，是一個(gè)綜合的現(xiàn)象
聚合氯化鋁吸附電中和
吸附電中作用指粒表面對(duì)異號(hào)離子異號(hào)膠粒或鏈狀離分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了它的部分電荷減少了靜電斥力因而容易與其它顆粒接近而互相吸附此時(shí)靜電引力常是這些作用的主要方面但在不少的情況下其它的作用了超過(guò)靜電引力
舉例來(lái)說(shuō)，用Na與十二烷基銨離子（C12H25NH）去除帶負(fù)電荷的碘化銀溶液造成的濁度，發(fā)現(xiàn)同是一價(jià)的有機(jī)胺離子脫穩(wěn)的能力比Na大得多Na過(guò)量投加不會(huì)造成膠粒再穩(wěn)，而有機(jī)胺離子則不然超過(guò)一定投置時(shí)能使膠粒發(fā)生再穩(wěn)現(xiàn)象說(shuō)明膠粒吸附了過(guò)多的反離子使原來(lái)帶的負(fù)電荷轉(zhuǎn)變成帶正電荷。鋁鹽、鐵鹽投加量高時(shí)也發(fā)生再穩(wěn)現(xiàn)象以及帶來(lái)電荷變號(hào)上面的現(xiàn)象用吸附電中和的機(jī)理解釋是很合適的
聚合氯化鋁吸附架橋作用
吸附架橋作用機(jī)理主要是指高分子物質(zhì)與膠粒的吸附與橋連。還可以理解成兩個(gè)大的同號(hào)膠粒中間由于有一個(gè)異號(hào)膠粒而連接在一起。高分子絮凝劑具有線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，它們具有能與膠粒表面某些部位起作用的化學(xué)基團(tuán)，當(dāng)高聚合物與膠粒接觸時(shí)，基團(tuán)能與膠粒表面產(chǎn)生特殊的反應(yīng)而相互吸附，而高聚物分子的其余部分則伸展在溶液中，可以與另一個(gè)表面有空位的膠粒吸附，這樣聚合物就起了架橋連接的作用。假如膠粒少上述聚合物伸展部分粘連不著d二個(gè)膠粒，則這個(gè)伸展部分遲早還會(huì)被原先的膠粒吸附在其他部位上，這個(gè)聚合物就不能起架橋作用了而膠粒又處于穩(wěn)定狀態(tài)。高分子絮凝劑投加量過(guò)大時(shí)會(huì)使膠粒表面飽和產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象已經(jīng)架橋絮凝的膠粒，如受到劇烈的長(zhǎng)時(shí)間的攪拌，架橋聚合物可能從另一膠粒表面脫開(kāi)重又卷回原所在膠粒表面，造成再穩(wěn)定狀態(tài)。
聚合物在膠粒表面的吸附來(lái)源于各種理化學(xué)作用，如范德華引力、靜電引力、氫鍵、配位鍵等，取決于聚合物同膠粒表面二者化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。這個(gè)機(jī)理可解釋非離子型或帶同電號(hào)的離子型高分子絮凝劑能得到好的絮凝效果的現(xiàn)象。
