我国对聚合氯化铝研究较晚,但发展迅速,随着聚合氯化铝的广泛应用,对其研究也需深化。国内虽对聚合氯化铝中铝离子水解形态研究了多年,但仍未取得一致共识,有学者认为Alb为较佳组分,其含量越高,絮凝效果越好,但也有学者认为Alb并不是决定混凝效果的首要因素,这方面是近几年的研究热点,也是难点,需进一步研究;由于聚合氯化铝确切形态复杂,目前用盐基度反映其聚合程度和絮凝效果,而没有考虑钙、铁、硅等离子参与聚合对盐基度计算的影响,而上述离子一般对絮凝效果有着促进作用,这些难点都需深入研究。国内PAC工业在产品制备中,主要存在以下难点问题。
1、产品纯度问题
氧化铝含量是聚合氯化铝产品的重要指标,通常认为其含量越高、纯度越高,说明品质愈好,我国聚合氯化铝行业中,除少数企业能生产部分系列产品及专用产品外,大多数企业都是以铝土矿、铝酸钙和副产盐酸生产单一的低品质聚合氯化铝产品,生产规模小,技术含量低,产品有效成分氧化铝含量低、杂质多,而高效、廉价的复合型聚合铝盐和高纯度聚合氯化铝产品很少,满足不了市场需求,特别是满足不了造纸工业对高纯度聚合氯化铝产品的需要。这方面既是难点,也是研究热点之一。因此,企业应该避免短期投资行为,应积极推广新工艺技术,提高生产技术水平,同时需加大新产品开发力度。
2、不溶物的问题
国家标准对市售聚合氯化铝的不溶物含量作了明确规定,因国内企业一般选用矿物作为原料,而矿物等原材料一般成分复杂,并需经过破碎等加工成粉末,且粉末越细,氧化铝溶出率越高,但是相应不溶物等杂质也就越难沉淀。因此如何有效降低不溶物是聚合氯化铝生产急需解决的难点问题。解决方案除合理加工矿物和选择工艺外,固液分离效果与不溶物含量有直接联系,合理的分离方法选择也是重要的环节之一,常用固液分离方法有:①自然沉淀法,但通常需要时间长,不适用占地面积小的厂家。②板框压滤机压滤,但投资大,能耗高。③投加聚丙烯酰胺等助凝剂,控制好投加量,通常会取得较好的效果。
3、盐基度问题
盐基度越高通常产品的絮凝作用越好,一般可在低盐基度产品中投加铝屑、铝酸钠、碳酸钙、碳酸铝、氢氧化钠凝胶、石灰等来提高盐基度。若考虑到不引入重金属和其它杂质,一般采用加铝屑和铝酸钠的方法,但成本要高于铝酸钙和铝灰,目前国内较多企业采用铝酸钙调整盐基度。
4、重金属等有害离子的去除问题
某些原料中重金属等有害离子含量很高,可以在酸溶过程中加入硫化钠、硫化钙等硫化物,使有害离子生成硫化物沉淀而去除;也可以考虑用铝屑置换和活性炭吸附的方法去除重金属等有害离子。
5、盐酸投加量问题
制备聚合氯化铝方法很多,但实现一定规模工业化生产的是酸溶法和碱溶法,其中由于生产成本、氧化铝溶出率等问题,酸溶法实际应用较碱溶法多,而酸溶涉及到盐酸浓度、盐酸投加量等问题。盐酸浓度越高,氧化铝溶出率越大,但盐酸挥发也就越厉害,故要合理配置盐酸浓度,质量分数通常为20%左右;盐酸投加量少,氧化铝溶出率低,而投加量大时,制备出的聚合氯化铝盐基度低、腐蚀性强,运输困难,故需合理投加盐酸量。