聚合氯化鋁成分/含量 (化學(xué)成分、Al2O3含量、鹽基度)

聚合氯化鋁（PAC）是一種重要的無機(jī)高分子絮凝劑，廣泛應(yīng)用于水處理（飲用水、污水）、造紙、化工等領(lǐng)域。其成分和含量主要由以下三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)來表征：

1. 化學(xué)成分：

   • 主要成分： 聚合氯化鋁不是單一的化合物，而是一系列不同聚合度的無機(jī)高分子化合物的混合物。其通式通常表示為：[Al?(OH)?Cl???]?，其中 n 代表氫氧根的數(shù)量（通常在1到5之間），m 代表聚合度（m ≤ 10）。

   • 核心結(jié)構(gòu)： 其溶液中含有多種形態(tài)的鋁化合物，主要包括：

     • 單體鋁： 如 Al³?, Al(OH)²?, Al(OH)??, AlCl²? 等（含量較低）。

     • 中等聚合物： 如 Al??O?(OH)??(H?O)???? (通常簡寫為 Al??)，這是PAC中最具絮凝活性的優(yōu)勢形態(tài)。

     • 高聚物/Al(OH)?膠體： 聚合度更高的形態(tài)或趨向于形成沉淀的形態(tài)。

   • 基本組成元素： 鋁(Al)、氧(O)、氫(H)、氯(Cl)。

   • 其他可能成分： 根據(jù)原料（鋁礬土、鋁酸鈣粉、氫氧化鋁等）和生產(chǎn)工藝的不同，產(chǎn)品中可能含有少量雜質(zhì)，如：

     • 重金屬： 鐵(Fe)、鉛(Pb)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、砷(As)、汞(Hg)等（飲用水級(jí)有嚴(yán)格限制）。

     • 水不溶物。

2. Al?O? 含量：

   • 定義： 指PAC產(chǎn)品中氧化鋁（Al?O?）的質(zhì)量百分比。這是衡量PAC有效成分（鋁含量）高低的核心指標(biāo)。

   • 意義： Al?O?含量越高，通常意味著PAC的有效鋁含量越高，絮凝能力越強(qiáng)，投加量相對減少。它是產(chǎn)品定價(jià)和性能評估的重要依據(jù)。

   • 典型范圍：

     • 液體PAC： 一般在 8% - 12% 之間（常見為10%左右）。濃度過高會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性下降或低溫下結(jié)晶析出。

     • 固體PAC： 范圍較廣，通常在 24% - 32% 之間。高品質(zhì)的噴霧干燥型PAC可達(dá) ≥30%，滾筒干燥型通常在 27-30% 左右。

   • 標(biāo)準(zhǔn)要求： 不同應(yīng)用領(lǐng)域（如飲用水、工業(yè)水處理）和不同國家標(biāo)準(zhǔn)對Al?O?含量有具體規(guī)定。例如：

     • 中國國家標(biāo)準(zhǔn)《GB 15892-2020 生活飲用水用聚氯化鋁》要求液體≥10.0%，固體≥29.0%。

     • 工業(yè)水處理標(biāo)準(zhǔn)通常要求固體≥28%或27%。

3. 鹽基度：

   • 定義： 鹽基度（Basicity, 有時(shí)用B表示）是指PAC分子中羥基（OH?）與鋁（Al³?）的當(dāng)量比，通常以百分比表示。計(jì)算公式為：
     B = [OH?] / (3 * [Al³?]) * 100%
     其中 [OH?] 和 [Al³?] 分別指羥基和鋁的摩爾濃度。

   • 意義： 鹽基度是反映PAC聚合度、分子量大小、電荷分布及絮凝性能的關(guān)鍵指標(biāo)。

     • 鹽基度太低（<40%）：產(chǎn)品更接近傳統(tǒng)鋁鹽（如AlCl?），分子量小，正電荷高但吸附架橋能力弱，絮體小且松散，腐蝕性強(qiáng)。

     • 鹽基度適中（50%-85%）：聚合度適中，同時(shí)具備較高的正電荷和良好的吸附架橋能力，絮凝效果最佳。這是市場上最常見產(chǎn)品的鹽基度范圍。

     • 鹽基度太高（>85%）：趨向于形成Al(OH)?沉淀或膠體，穩(wěn)定性差，有效成分降低，絮凝效果反而下降。

   • 典型范圍： 工業(yè)級(jí)和飲用水級(jí)PAC的鹽基度通?？刂圃?nbsp;40% - 90% 之間，最常用的范圍是 70% - 85%。

   • 影響因素： 生產(chǎn)工藝（特別是羥基化過程）直接決定了鹽基度的高低。通過調(diào)整鋁原料、反應(yīng)條件、熟化過程等可以控制鹽基度。

總結(jié)表：聚合氯化鋁 (PAC) 關(guān)鍵成分/含量指標(biāo)

重要提示：

• 產(chǎn)品差異性： 不同廠家、不同原料、不同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的PAC，其Al?O?含量、鹽基度以及優(yōu)勢形態(tài)Al??的比例、雜質(zhì)含量等都會(huì)有差異，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用效果不同。

• 標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)： 采購和使用PAC時(shí)，務(wù)必參考相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)（如飲用水GB 15892-2020）或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/合同規(guī)格書，明確對Al?O?含量、鹽基度、重金屬含量、水不溶物含量、pH值等指標(biāo)的具體要求。

• 飲用水安全： 用于飲用水處理的PAC，重金屬等雜質(zhì)含量有極其嚴(yán)格的限制。

在選擇PAC時(shí)，需要根據(jù)處理的水質(zhì)（原水濁度、pH、有機(jī)物含量等）、處理目標(biāo)和要求（如飲用水、工業(yè)循環(huán)水、污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)）、成本等因素，綜合考慮Al?O?含量、鹽基度以及其他指標(biāo)（如pH、水不溶物），并通過燒杯試驗(yàn)確定最佳投加量。