摘要：本文從堿式氯化鋁的電介質(zhì)之特性，暢述了它在水處理過(guò)程中的作用，以及與其它混凝劑相比較，突出了堿式氯化鋁的優(yōu)點(diǎn)，從堿式氯化鋁的生產(chǎn)效益與社會(huì)效益出發(fā)，進(jìn)一步說(shuō)明了堿式氯化鋁在水處理方面及工業(yè)應(yīng)用方面的地位。生產(chǎn)堿式氯化鋁的原料來(lái)源之廣泛為發(fā)展堿式氯化鋁典定了基礎(chǔ)。尤其是堿式氯化鋁生產(chǎn)工藝的多種多樣，為堿式氯化鋁的發(fā)展提供了方便。
1、堿式氯化鋁的性能與特點(diǎn)
1.1堿式氯化鋁在水處理方面的得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)
1.1.1有聚合陽(yáng)離子作用
堿式氯化鋁是一種多羥基多價(jià)電介質(zhì)，在水溶液中具有大量的聚合陽(yáng)離子作用。
1.1.2有較大的吸附能力
堿式氯化鋁能在凈水過(guò)程中明顯降低粘土的酸體電荷，又因?yàn)樗休^大的分子量和架橋結(jié)構(gòu)形式，因而具有較大的吸附能力。
1.1.3反應(yīng)速度大、沉降快
在凈水過(guò)程中反應(yīng)速度快，形成的絮凝體大，沉降快，過(guò)濾性強(qiáng)，可縮短反應(yīng)沉淀時(shí)間。
1.1.4提高處理能力1.5-3.0倍
在相應(yīng)條件下可提高處理能力1.5-3.0倍，在一般原水條件下，混凝效果優(yōu)于過(guò)去常用的無(wú)機(jī)混凝劑，見(jiàn)表1所示。
表1 堿式氯化鋁與其它無(wú)機(jī)混凝劑混凝效果比較表
| 堿式氯化鋁 | 無(wú)機(jī)混凝劑 | |||
| 硫酸鋁 | 三氯化鐵 | |||
| 條件 | 低濁度 | ＜500mg/L | 1.25-2.0倍 | |
| ＜100mg/L | 0.7-0.9倍 | |||
| 高濁度 | ＞500mg/L | 2.0-2.5倍 | ||
| ＞100mg/L | 2.0-5.0倍 | |||
1.2堿式氯化鋁對(duì)原水的適應(yīng)性廣
堿式氯化鋁對(duì)原水的適應(yīng)范圍寬、投藥范圍寬、具有良好的除色、除味、除臭和部分除毒能力。另外，堿式氯化鋁對(duì)管道設(shè)備腐蝕小，有利于自動(dòng)計(jì)量工作。
1.3雜質(zhì)含量低
在雜質(zhì)含量方面，堿式氯化鋁有其突出的優(yōu)點(diǎn)，與三氯化鐵產(chǎn)品相比較，三氯化鐵中各項(xiàng)重金屬雜質(zhì)的含量普遍較高。按較高含量計(jì)算并列于表2。
表2 重金屬含量比較
| 三氯化鐵堿式氯化鋁 | 鉛Pb | 鉻Cr | 汞Hg | 錳Mn |
| 倍 | 65 | 4.5 | 4 | 1.5 |
以氫氧化鋁為原料生產(chǎn)的堿式氯化鋁，其質(zhì)量達(dá)到日本飲用水用堿式氯化鋁標(biāo)準(zhǔn)J·W·W·AK114-1974，可參看《氫氧化鋁一步法生產(chǎn)堿式氯化鋁工藝》一文，刊載于《濕法冶金》1992年。
2、堿式氯化鋁的經(jīng)濟(jì)效益
2.1生產(chǎn)堿式氯化鋁的經(jīng)濟(jì)效益
2.1.1氫氧化鋁一步法生產(chǎn)效益。
1987年山東沂蒙冶煉廠堿式氯化鋁車間生產(chǎn)成本870元/噸，銷售價(jià)格為1300元/噸，年產(chǎn)量為1000噸，經(jīng)濟(jì)效益見(jiàn)表3。
表3 氫氧化鋁一步法生產(chǎn)之年效益
| 年產(chǎn)量（噸） | 車間成本（元/噸） | 銷售價(jià)格（元） | 每噸利稅（元） | 利稅總額（萬(wàn)元） |
| 1000 | 870 | 1300 | 430 | 43 |
該廠在當(dāng)年的銷售中，實(shí)際上除了大部分以1300元/噸銷售外，還有一部分以1400元/噸售出。個(gè)別計(jì)劃外的賣到1700元/噸，從當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，沂蒙冶煉廠銷售的堿式氯化鋁均低于其它廠家的價(jià)格。市場(chǎng)價(jià)為1500-1700元/噸。
2.1.2鋁灰、鋁屑等含鋁廢料生產(chǎn)效益
用鋁灰、鋁屑等含鋁廢料生產(chǎn)堿式氯化鋁，不僅僅是充分利用有價(jià)廢金屬資源，造福人類的有效途經(jīng)，是變廢為寶、消除污染，綜合利用一舉三得的好事。同時(shí)氫氧化鋁是生產(chǎn)電解鋁的中間產(chǎn)品，價(jià)格較貴、而用鋁灰、鋁屑等含鋁廢料代替氫氧化鋁用來(lái)生產(chǎn)堿式氯化鋁可大大降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，這是不言而語(yǔ)的事實(shí)。
2.2處理飲用水的經(jīng)濟(jì)效益
由于在處理等量原水過(guò)程中、堿式氯化鋁的消耗量只是三氯化鐵、硫酸鋁的1/3-2/3，因此僅節(jié)約凈水劑一項(xiàng)，每處理十萬(wàn)噸水可節(jié)約900元左右，一般中型水廠每天處理40萬(wàn)噸水，即采用堿式氯化鋁凈水每天可節(jié)約3600元/日，一年360天計(jì)可節(jié)約129萬(wàn)元，南京市七個(gè)水廠，上海十幾個(gè)水廠加起來(lái)，其經(jīng)濟(jì)效益是相當(dāng)可觀的。
3、堿式氯化鋁其它用途及社會(huì)效益
3.1堿式氯化鋁用于鑄造
鑄造以往用氯化銨作硬化型殼，這一工藝存在一些嚴(yán)重的缺點(diǎn)，例如：在硬化過(guò)程中放出大量氨、污染環(huán)境，影響工人健康，同時(shí)氯化氨水溶液對(duì)設(shè)備有嚴(yán)重腐蝕性，沈陽(yáng)鑄造研究所，上海內(nèi)燃機(jī)研究所等單位研究了堿式氯化鋁，交替硬化制殼新工藝，并在國(guó)內(nèi)獲得推廣使用，堿式氯化鋁交替硬化制殼工藝是熔模鑄造的一項(xiàng)重大革新，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）消除了氨氣污染，改善了勞動(dòng)條件；
（2）簡(jiǎn)化了工藝流程和相應(yīng)設(shè)備，與舊工藝比較，效率提高50%，生產(chǎn)周期縮短2/3，適宜于機(jī)械化流水線生產(chǎn)；
（3）型殼強(qiáng)度高，鑄件表面質(zhì)量好，產(chǎn)品合格率可達(dá)90%-95%，表面光潔度可達(dá)4-5；
（4）不銹蝕設(shè)備，勞動(dòng)條件好；
（5）成本低廉，材料易取得，不需特殊設(shè)備，一般中小廠都容易采用。
3.2堿式氯化鋁用于乳化液破乳再生
乳化液俗稱肥皂水，廣泛應(yīng)用于金屬加工中作為冷卻、潤(rùn)滑、防銹或傳遞壓力等。乳化液的主要成分是油及表面活性劑，隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，乳化液用量及廢液不斷增加，因而排放后、對(duì)水源、農(nóng)作物，水生物污染危害也日趨嚴(yán)重。
乳化液中油以微細(xì)的顆粒高度地分散于水中，形成一個(gè)熱力學(xué)穩(wěn)定的膠體體系，要處理乳化液廢液，需要先破乳，破乳的方法有鹽析法、化學(xué)法、凝聚法、電解法等多種。
凝聚破乳具有投藥量少，鹽份增加少。適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適于一般工廠采用，作為凝聚破乳法的混凝劑，江西軸承廠的生產(chǎn)試驗(yàn)表明，以堿式氯化鋁為主劑，明礬為輔劑效果較好，其投加量約為4%-10%，在pH5.5-6.0的條件下，凝聚分離出來(lái)的油成液體狀，富于流動(dòng)性，含水率在1.8%-3.5%之間，易于再生回收，破乳水中含油量約為5-16mg/L，而其它混凝劑，如聚丙烯酰胺、硫酸亞鐵、三氯化鐵等效果均不顯著。
3.3堿式氯化鋁處理肥皂廢液回收甘油
用堿式氯化鋁處理肥皂廢液回收甘油的新工藝與用鹽酸、燒堿、三氯化鐵進(jìn)行化學(xué)處理的舊工藝比較，具有如下特點(diǎn)：
（1）成本低，約為舊工藝的50%；
（2）鹽酸、氫氧化鈉用量減少一倍，省去了中間調(diào)堿過(guò)程，簡(jiǎn)化了操作管理；
（3）對(duì)設(shè)備腐蝕性小，改善了工作條件和環(huán)境；
（4）對(duì)肥皂廢液色素吸附效果好，精甘油色澤好；
（5）甘油回收率可提高5%。
3.4堿式氯化鋁混凝電解法處理制革廢水
堿式氯化鋁電解處理制革廢水效果見(jiàn)表4所示。
表4 堿式氯化鋁處理制革廢水效果
| 指標(biāo)（mg/L） | 原水 | 處理水 | 去除率（%） |
| 懸浮物 | 1202 | 35 | 97 |
| 色度 | 566 | 25 | 95 |
| 硫化物 | 33.03 | 2.65 | 90.2 |
| 鉻 | 0.238 | 0.0125 | 94.8 |
| COD | 1944 | 562 | 75 |
3.5堿式氯化鋁用于處理含鉛、鉻、氰、酚廢水和造紙廢水
不同混凝劑的處理效果比較列于表5。
表5
| 項(xiàng)目/藥劑 | 堿式氯化鋁 | 精制硫酸鋁 | 硫酸亞鐵 | 石灰 |
| 等效投加量mg/L | 20 | 200 | 200 | 350 |
| 成本比較% | 16.0 | 100 | 68.5 | 16.0 |
注：表5中原水懸浮物：817mg/L，處理水懸浮物：100mg/L
試驗(yàn)表明：堿式氯化鋁除鉛、除鉻效果可達(dá)90%-97%；除氰效果達(dá)33%；除酚效果為1.35%-6.8%；處理造紙廢水，色度可降低7-10倍，COD降低50%-78%。
3.6堿式氯化鋁處理浮選尾礦溢流紅水
在處理浮選尾礦溢流紅水方面，堿式氯化鋁投加量控制在0.53%-0.67‰時(shí)，凈化效率可達(dá)99.6%-99.8%，剩余濁度10mg/L以下。
3.7堿式氯化鋁處理煤礦污水
山西太原杜兒坪煤礦污水處理廠使用山東沂蒙治煉廠生產(chǎn)的含Al2O3≥30%，鹽基度為50%-60%的堿式氯化鋁處理礦井污水，在污水泵入澄清池前投入5%濃度的堿式氯化鋁，混凝凈化后在回用水池取樣化驗(yàn)結(jié)果如表6所示。
表6 堿式氯化鋁處理煤礦污水
| 水/項(xiàng)目 | 酸堿度（pH） | 懸浮物mg/L（SS） | 五日生化含氧量（BCO5） | 化學(xué)耗氧量（COD） |
| 進(jìn)廠污水 | 5.4 | 702.72 | 74mg/L | 86.6mg/L |
| 凈化后 | 7.2 | 25 | 10.2mg/L | 20mg/L |
| 去除率 | 96.44% | 86.2% | 75.49% |
使用證明：堿式氯化鋁在混凝過(guò)程中凝聚體形成快，沉降快，沉淀物密實(shí)，有高度澄清性該藥適合礦井水處理工藝使用。
3.8用堿式氯化鋁處理其它工業(yè)廢水
（1）處理柴油機(jī)廠工業(yè)污水
濰坊柴油機(jī)廠用堿式氯化鋁處理pH值在8以下的中性工廠污水效果顯著。凈水指標(biāo)如表7所示。
表7 濰坊些油機(jī)廠污水處理五項(xiàng)指標(biāo)
| 項(xiàng)目 | 濁度 | 色度 | SS | BOD5 | COD |
| 指標(biāo) | ＜15 | ＜15 | ＜10mg/L | ＜10mg/L | ＜40mg/L |
（2）處理含鈹廢水
含鈹量為1000微克/升的廢水，經(jīng)堿式氯化鋁混凝沉淀后，鈹可降至50微克/升，去除率達(dá)95%以上。
（3）處理冶煉廠廢水
昆明冶煉廠多年實(shí)踐證明，用堿式氯化鋁處理重金屬冶煉加工廢水效果良好，鉛、砷、氟的去除率分別達(dá)到97.5%、83.5%、20%，處理水剩余濁度小于10毫克/升。
（4）處理印染廢水
經(jīng)昆湖針織廠、上海印綢廠，桂林針織廠、南寧針織廠、山東濟(jì)寧針織廠、蕪湖針織廠以及無(wú)錫、蘇州各色織廠等單位使用實(shí)踐證明：處理效果較好，色度去除率達(dá)90%以上，COD去除率達(dá)60%左右，懸浮物去除率65%左右，處理水能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，處理成本為0.075元/噸。
4結(jié)束語(yǔ)
從本文及《氫氧化鋁一步法生產(chǎn)堿式氯化鋁》《堿式氯化鋁生產(chǎn)方法》《利用鋁灰、鋁屑、含鋁廢料生產(chǎn)堿式氯化鋁》等文章中可知，堿式氯化鋁的生產(chǎn)原料，生產(chǎn)工藝以及產(chǎn)品性能具有以下主要特點(diǎn)：
4.1原材料來(lái)源廣
4.1.1氫氧化鋁
以氫氧化鋁為原料生產(chǎn)的堿式氯化鋁雜質(zhì)含量低，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于日本給水協(xié)會(huì)J·W·W·AK114-1974標(biāo)準(zhǔn)，氫氧化鋁是電解鋁生產(chǎn)的中間產(chǎn)品，從各電解鋁生產(chǎn)廠家均能買(mǎi)到。
4.1.2鋁土礦
以鋁土礦為原料生產(chǎn)堿式氯化鋁，原料來(lái)源廣，我國(guó)鋁土礦資源豐富。價(jià)格便益，生產(chǎn)成本低。
4.1.3鋁渣、鋁屑、含鋁廢料
以鋁渣、鋁屑等含鋁廢料生產(chǎn)堿式氯化鋁，以廢治廢，變廢為寶，社會(huì)效益明顯。
4.2生產(chǎn)工藝百花齊放
4.2.1一步法生產(chǎn)工藝
一步法生產(chǎn)工藝是將固體氫氧化鋁與鹽酸按一定比例加入高壓釜后，在高溫高壓下一步產(chǎn)出合格的液體堿式氯化鋁。
4.2.2氫氧化鋁凝膠溶浸法
此工藝是以硫酸與鋁土礦輕燒料反應(yīng)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(chǎn)出液體堿式氯化鋁。
4.2.3熱能脫氯法生產(chǎn)流程
此工藝是先將原料轉(zhuǎn)變成Al2Cl3，再采取熱能脫氯生產(chǎn)堿式氯化鋁。
4.2.4氫氧化鋁凝膠調(diào)整法
該生產(chǎn)方法是首先產(chǎn)出低鹽基度的堿式氯化鋁，再用凝膠氯氧化鋁來(lái)調(diào)整鹽基度，使之達(dá)到用戶的要求。
4.2.5用堿直接調(diào)整法
此流程為鹽酸一步浸出后加堿調(diào)整鹽基度的生產(chǎn)工藝。
4.2.6鋁灰中和法
鹽酸和燒堿分別和鋁灰反應(yīng)，制備出三氯化鋁和鋁酸鈉，然后再合成堿式氯化鋁。
4.2.7鋁灰酸溶法
鋁灰和鹽酸按一定的比例配入，在常溫常壓下一次直接產(chǎn)出液體堿式氯化鋁。
4.3產(chǎn)品用途已擴(kuò)展到了許多生產(chǎn)領(lǐng)域。
4.3.1飲用水的處理
由于堿式氯化鋁的凈水能力優(yōu)于其它混凝劑，目前許多國(guó)家，如：日本，德國(guó)等都采用堿式氯化鋁處理飲用水。我國(guó)上海，南京等地的自來(lái)水廠也都選用堿式氯化鋁為凈水原料。
4.3.2工業(yè)廢水的處理
在處理工業(yè)廢水方面，堿式氯化鋁更是獨(dú)樹(shù)一幟，性能非凡。
（1）堿式氯化鋁可用于處理含鉛、鉻、鈹、砷等有毒金屬離子的廢水；
（2）堿式氯化鋁還可用于處理含氰、酚、氟等有毒有害物質(zhì)的廢水；
（3）還可用于處理造紙廢水，印染廢水，處理浮選尾礦溢流紅水，處理制革廢水等。
4.3.3其它工業(yè)用途
堿式氯化鋁不僅僅在水處理方面具有明顯優(yōu)勢(shì)外，它還具有其它工業(yè)用途。
（1）堿式氯化鋁用于鑄造作硬化殼；
（2）堿式氯化鋁用于乳化液破乳再生；
（3）堿式氯化鋁處理肥皂液回收甘油。
4.4堿式氯比鋁是社會(huì)發(fā)展的需要
由于堿式氯化鋁生產(chǎn)原料來(lái)源之廣泛，生產(chǎn)工藝之普及，用戶對(duì)產(chǎn)品性能的高度信賴，以及具有吸引力的企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會(huì)效益，促使堿式氯化鋁工業(yè)的高度發(fā)展，生產(chǎn)廠家越建越多，生產(chǎn)工藝五花八門(mén)，幾乎所有含鋁材料都成了生產(chǎn)堿式氯化鋁的原料。在堿式氯化鋁生產(chǎn)高度發(fā)展的同時(shí)，生產(chǎn)單位在產(chǎn)品的推銷過(guò)程中又帶動(dòng)了更多的行業(yè)，部門(mén)、投入了更多的人力、物力、對(duì)堿式氯化鋁進(jìn)行試用、推廣，使得堿式氯化鋁的用途越來(lái)越廣泛，堿式氯化鋁的使用單位也越來(lái)越多，堿式氯化鋁已成為社會(huì)發(fā)展的需要。
