پلی آلومینیوم کلراید چیست و کاربرد آن در تصفیه آب چگونه است ؟

Drag to rearrange sections.
Rich Text Content

پلی آلومینیوم کلراید (PAC) از جمله ترکیبات شیمیایی پلیمری بوده که به صورت محلول اسیدی موجود است. غلظت های بالای آن بسیار خورنده است و معمولا به صورت محلول زرد رنگ مشاهده می شود. در تمامی غلظت ها با آب امتزاج پذیر است، اگرچه وقتی خیلی رقیق باشد در مخلوط با آب هیدرولیز می شود و رسوب هیدروکسید آلومینیوم تولید می کند.

پلی آلومینیوم کلراید به دو صورت خوراکی و صنعتی وجود دارد و نام های کواگولانت، منعقد کننده نیز شناخته می شود. مهم ترین کاربرد آن در تصفیه آب است که به عنوان منعقده کننده قوی مورد استفاده قرار می‌ گیرد. این ماده که با نام پک نیز شناخته می شود عموما به عنوان یک جایگزین مناسب برای منعقد کننده های قدیمی آلومینیوم سولفات و کلروفریک کاربرد دارد. از دیگر کاربردهای آن ها می توان به کاربردشان در کاغذسازی، نساجی، تولید سیمان و صنعت نفت اشاره کرد. در ادامه با این ماده شیمیایی و خواص آن بیشتر آشنا خواهیم شد.

پودر پلی آلومینیوم کلراید

 

روش تولید پلی آلومینیوم کلراید

برای تولید این ماده روش های مختلفی وجود دارد که در ادامه به برخی از این روش ها می پردازیم:

  • استفاده از اسید: در این روش از یک اسید قوی مانند هیدروکلریک اسید با غلظت معینی در حدود ۳۰ تا ۳۲ درصد استفاده می شود. برای تولید پک اسید و آلومینیوم هیدارت را با هم مخلوط می کنند و در دما و فشار بالا قرار می دهند و می گذارند هم بخورد. پس از کامل شدن واکنش و انجام فرآیندهای خالص سازی محصول مورد نظر تولید می شود. این فرآیند یکی از خورنده ترین فرآیندهای شیمیایی است و به همین علت در راکتورهای شیشه ای انجام می گیرد.
  • روش قلیایی: در این روش با استفاده از یک فرآیند پلیمریزاسیون، و سپس ته نشینی (رسوب گذاری)، فیلتر رسوب و در نهایت خشک کردن رسوب حاصل محصول مورد نظر به دست می آید.

خواص فیزیکی و شیمیایی

پس از دو عنصر اکسیژن و سیلیسیوم، عنصر آلومینیوم سومین عنصر فراوان روی زمین است. این عنصر دارای نمک های مختلفی است که یکی از مهم ترین آن ها پلی آلومینیوم کلراید (PAC)‌ است که نمک پلیمره شده از مونومر آلومینیوم کلراید است. پک دارای فرمول مولکولی Al2(OH)nCl6 است و متناسب با تعداد گروه های هیدروکسید موجود در ساختار آن وزن مولکولی آن تغییر می کند. هرچه وزن آن افزایش می یابد میزان چگالی آن نیز کاهش می یابد. این ماده به دو صورت مایع و جامد موجود است. در حالت جامد به صورت پودر کریستالی سفید مایل به شیری است و وقتی به صورت مایع است به صورت مایع روشن مایل به قرمز موجود است. پلی آلومینیوم کلراید بسته به گریدی که دارد رنگ آن متفاوت است. مزایای استفاده از آن نسبت به رقبای خود شامل: اثر بخشی بالا، قیمت مناسب و در دسترس بودن آن است. همچنین استفاده از آن بسیار آسان بوده و یک ترکیب ایمن و بهداشتی است.

انواع پلی آلومینیوم کلراید

انواع مختلفی از PAC وجود دارد که به طور کلی به دو دسته خوراکی و صنعتی تقسیم بندی می شوند. نوع صنعتی آن برای تصفیه آب فاضلاب استفاده می شود و نوع خوراکی آن برای تصفیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرد. پک با گرید خوراکی معمولا باعث شفافیت آب می شود در حالیکه گرید صنعتی شفافیت خاصی در آب ایجاد نمی کند. هرچه میزان خاصیت بازی این ترکیب کمتر باشد، مقدار شفافیت ایجاد شده در آب کمتر خواهد بود.

از دیگر انواع گریدهای پلی آلومینیوم کلراید می توان به PAC 18% با حدود ۵/۰ تا ۵/۱۷ درصد اکسید آلومینیوم، PAC 9% HB حاوی ۵/۰ تا ۹ درصد آلومینیوم اکسید و PAC 30%  با حدود ۵/۰ تا ۳۰ درصد آلومینیوم اکسید است. به طور معمول از PAC 18% در تصفیه پساب ها و همچنین به منظور خنثی سازی در فرآیند کاغذسازی استفاده می شود. همچنین از PAC 30% به منظور تصفیه آب آشامیدنی استفاده می شود.

مکانیزم عملکرد پلی آلومینیوم کلراید

همانطور که گفته شد این ترکیب به عنوان یک منعقد کننده و فلوکولانت عمل می کند. این ترکیب به منظور لخته سازی و در ادامه آن کاهش کدورت آب، کاهش پساب و حذف کلوئیدها مورد استفاده قرار می گیرد. برای این منظور پک روی سطح ذرات کلوئیدی، که ذراتی بسیار سبک و معلق هستند، متصل می شود و به عنوان یک پل اتصال دهنده بین ذرات کلوئیدی و پلیمر عمل می کند. در واقع این پلیمر با تولید هیدروکسیل و پلیمرهای آنیونی چند ظرفیتی، توده های سنگین و درشت مولکول معدنی را در آب تولید می کنند ک با نام لخته شناخته می شوند. در نتیجه آن جداسازی ذرات کلوئیدی راحت تر و با سرعت بیشتر استفاده می شود. به طور معمول میزان اسیدیته (pH)‌ این ترکیب در محدوده ۵ تا ۹ است و موجب کاهش ناخالصی در آب می شود.

عملکرد پلی آلومینیوم کلراید در تصفیه آب

کاربردهای پلی آلومینیوم کلراید (PAC)

به طور کلی کاربردهای پک را می توان در موارد زیر معرفی کرد:

  • تصفیه آب آشامیدنی
  • تصفیه فاضلاب شهری
  • تصفیه فاضلاب صنعتی
  • تصفیه پساب های صنعتی کارخانه ها
  • صنعت نساجی و چرم سازی
  • صنعت غذایی (به منظور جلوگیری از تشکیل مایسل)
  • فرآیند پالایش نفت
  • تهیه خمیر در صنعت سلولزی
  • کاهش میزان COD اکسیژن
  • استفاده در فرآیندهای خالص سازی قند
  • به عنوان حامل کاتالیزور در واکنش های شیمیایی
  • صنعت مواد آرایشی و بهداشتی
  • به منظور خشک شدن سریع سیمان در ساختمان سازی
  • جداسازی و بازیافت زغال سنگ از پساب

بازار جهانی تولید و فروش

در شکل زیر میتوان میزان رشد مصرف پک در حوزه های مختلف در سال های مشخص شده را مشاهده نمود. 

رشد پلی آلومینیوم کلراید در حوزه های مختلف

خطرات و msds پلی آلومینیوم کلراید

این ترکیب در غلظت های پایین در دسته مواد سمی قرار نمی گیرد. اما زمانیکه غلظت آن افزایش می یابد به شدت خورنده بوده و تماس آن با پوست و چشم موجب خوردگی و آسیب می شود. همچنین بلعیدن و تنفس این ترکیب به شدت سمی بوده و موجب مسمومیت، آسیب به دستگاه تنفس و دستگاه گوارش می شود. به همین دلیل بهتر است هنگام کار با این ماده از روپوش، دستکش، عینک و ماسک مخصوص استفاده شود. همچنین پس از اتمام کار دست ها با آب و صابون کاملا شسته شود.

برای نگهداری از آن، باید پلی آلومینیوم کلراید در محیط خشک،‌ خنک و به دور از تابش مستقیم خورشید قرار گیرد. همچنین به دلیل خاصیت اشتعال پذیری که دارد،‌ باید به دور از هر گونه مواد آتش زا نگهداری شود.

 

 

rich_text    
Drag to rearrange sections.
Rich Text Content
rich_text    

Page Comments