聚合氯化铝（PAC）之简介（一）
聚合氯化铝（PAC）：一种无机高分子混凝剂，简称聚铝。它是介于AlCI3和Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为[Al2(OH)nCl6-n]m，其中m代表聚合程度，n表示PAC产品的中性程度。n=1-5为具有Keggin结构的高电荷聚合环链体，对水中胶体和颗粒物具有高度电中和及架桥作用，并可强力去除微有毒物及重金属离子，性状稳定。
除磷原理：PAC反应过程中包含两部分：首先是Al3+通过与PO43-产生反应而出现沉淀，形成沉淀化合物AlPO4；其次是Al3+能够发生水解反应，在这一过程中会有正电荷以及单核羟基络合物以及多核羟基络合物的存在，再经过范德华力以及网捕等一系列的作用以后，就能达到比较理想的沉淀效果。话说PAC在制备阶段已经发生过水解聚合，投入水中还可能发生新的变化，但聚合物成分基本确定。PAC和普通的铝盐最大区别在于它水解能形成长链的聚合阳离子，便于发挥它混凝的效果。
PAC可用于生活给水、工业给水、污废水等方面，其产品形态也有液体和固体两种，其液体产品有效储存期为半年，固体产品有效储存期为两年，固体产品受潮后仍然可使用。一般对于水厂而言，采用的基本上都是固体，便于运输堆放，现用现配。不同的用途、不同的形态对应的物化指标也有所差异，下表为国标（GB 15892- -2009及GB/T 22627-2014）中的相关规定值。
从上图看出，生活饮用水的标准最高，不允许含有Fe（估计是色度原因）的存在，重金属含量也比较低。PAC三大指标：铝含量、盐基度、水不溶物。在介绍之前先谈下颜色上的分类：
1. 颜色分类
白色PAC：Al2O3含量高（≥29.5%），杂质含量少（0.3%），盐基度也比较低（50%），总的来说纯度最高，由氢氧化铝粉或碳酸铝粉与高纯度无色盐酸搅拌反应，得天色透明液体，再经喷雾于燥塔烘干造粒而成的白色或乳白色精细粉末状产物，裸露在空气中极易融化。也被称为高纯无铁白色聚合氯化铝，或食品级白色聚合氯化铝，饮用水处理可以拿来用，污水就算了，浪费！
黄色PAC：原材料是铝酸钙粉、盐酸、铝矾土，主要用于污水处理和饮用水处理方面，用于饮用水处理的原材料是氢氧化铝粉、盐酸，还有少许的铝酸钙粉，采取的工艺是板框压滤工艺或喷雾干燥工艺。对于饮用水的处理，国家在重金属方面有严格的要求，所以不论是原材料还是生产工艺都比棕褐色聚合氯化铝要好。黄色聚合氯化铝一般采用滚筒干燥生产或喷雾塔干燥生产而成，有片状、粉状两种固态形式。
棕褐色PAC：原材料是铝酸钙粉、盐酸、铝矾土还有铁粉。生产工艺是采用滚筒干燥法，一般主要用于污水处理方面，因为里面添加了铁粉所以颜色呈棕褐色，铁粉添加的越多颜色越深，铁粉如果超过一定的量在某些时候也被称为聚合氯化铝铁，在污水处理方面具有卓越的效果。
生活饮用水用PAC：该产品主要用于生活饮用水的净化，生产聚氯化铝的原料盐酸应采用工业合成盐酸；含铝原料应采用工业氢氧化铝、高岭土（2SiO2·Al2O3·2H2O）、一水软铝石（Al2O3·H2O）、三水铝石（Al2O3·3H2O）和水处理剂用铝酸钙。
2. 氧化铝含量
乍一看，以为PAC里面主要组成成分是Al2O3，不过想想貌似不是这样，从上图来看，液体PAC的PH为酸性环境，假如PAC成分是Al2O3，那岂不是全部转化而为Al3+了，况且Al2O3也不与水反应啊，只与酸碱反应。目前国内大多数制备PAC过程中采用的含铝矿石，其矿石有效成分就是Al2O3。所以说Al2O3只是PAC一种表征形态，你可能会疑问，为啥不是AlCI3和Al(OH)3来表征呢？谁让它的形态介于两者之间呢，可能是由于便于区分，或者是为了体现里面的盐基度（毕竟里面有O元素）、或者是测定方法上容易实现等等吧，所以被拿来表征PAC的有效成分了，仅仅是表征，而不是组成成分。
Al2O3含量是PAC质量评判的主要项目，常用质量百分数来表征。简单理解为Al2O3的含量（仅用来表征）越高，其杂质越少，质量就会越好。
3. 盐基度（碱化度）
由于PAC可看作是AlCl3逐步水解转化为Al(OH)3过程中的中间产物，也就是Cl-逐步被羟基OH-取代的各种产物。PAC某种形态中羟基化程度就是碱化度，碱化度是PAC中羟基当量与铝的当量之比。实践表明，碱化度是PAC的最重要指标之一，PAC的聚合度、电荷量、混凝效果、成品的pH值、使用时的稀释率和储存的稳定性等都与碱化度有密切关系。
4. 不溶物
PAC的制备大多是选用铝矾土酸溶+铝酸钙调整的方法产出的，通过酸溶和调整这两个工序，矿石中的Al2O3大多已成为了液态的PAC的形状，而留下的固相物质大多是矿石中除Al2O3外的杂质，如SiO2等，这些杂质并不与酸反应而溶出，也有些是未能彻底溶出的Al2O3，这些固相物质即是PAC中的水不溶物。