Cloruro de polialuminio (PAC)

El cloruro de polialuminio no es un único producto, sino una serie de polímeros compuestos por los elementos aluminio, oxígeno, hidrógeno y cloro. El cloruro de polialuminio es un nuevo material para la purificación del agua, un coagulante polimérico inorgánico. Se presenta como un sólido blanco o amarillo soluble en agua. Normalmente evaluamos su potencia y calidad en función del contenido de Al₂O₃ y de la alcalinidad. Además, debido a su elevada carga eléctrica, resulta más eficaz a la hora de desestabilizar y eliminar las partículas en suspensión que otras sales de aluminio.

Disuelve el polvo de PAC en agua en una proporción de 1:3 con respecto al líquido y, a continuación, añade entre 10 y 30 veces esa cantidad de agua para diluirlo hasta alcanzar la concentración deseada antes de su uso.

El valor óptimo de pH para la dosificación es de 3,5 a 5,0. La selección del valor óptimo de pH para la dosificación permite maximizar los beneficios de la coagulación. La dosis puede determinarse en función de los distintos niveles de turbidez del agua en bruto. Antes de su uso, es recomendable realizar una pequeña prueba en función de las características de la calidad del agua, seleccionar el valor más adecuado y, a continuación, proceder a su aplicación. Cuando la turbidez del agua bruta es elevada, la dosis debe aumentarse adecuadamente, y cuando la turbidez es baja, la dosis puede reducirse adecuadamente.

Deben sellarse y almacenarse en un lugar seco y ventilado, a resguardo de la lluvia, las altas temperaturas y la luz solar intensa.

El PAC blanco, conocido comúnmente como PAC de alta pureza sin hierro o PAC de grado alimentario, es el de mayor calidad en comparación con otros tipos de cloruro de polialuminio. Las principales materias primas son hidróxido de aluminio en polvo de alta calidad y ácido clorhídrico, y el proceso de producción utilizado es el método de secado por pulverización, que representa la tecnología más avanzada. El cloruro de polialuminio blanco se utiliza como agente de encolado en la fabricación de papel, para la decoloración del azúcar, como agente clarificante, en el curtido del cuero, en medicina, en cosmética, en fundición de precisión, en el tratamiento del agua potable y en otros campos.

El producto químico PAC amarillo se utiliza principalmente en el tratamiento de aguas residuales y de agua potable. Las materias primas son polvo de aluminato de calcio, ácido clorhídrico y bauxita. El proceso de producción utilizado es el de la prensa de filtro de placas y marcos o el de secado por pulverización. Para el tratamiento del agua potable, existen requisitos estrictos en cuanto a los metales pesados, por lo que tanto las materias primas como los procesos de producción son de mejor calidad que los del cloruro de polialuminio marrón.

El producto químico Brown PAC se utiliza principalmente para el tratamiento de aguas residuales. Las materias primas son polvo de aluminato de calcio, ácido clorhídrico, bauxita y polvo de hierro, y el proceso de producción se lleva a cabo mediante el método de secado en tambor. Debido al polvo de hierro, el color es marrón. Cuanto más polvo de hierro se añade, más oscuro es el color. También se conoce como cloruro férrico de polialuminio, y ofrece excelentes resultados en el tratamiento de aguas residuales.

Clasificación según el proceso de producción

Cloruro de polialuminio en forma de gránulos. El contenido en aluminio es normal, el contenido en materia insoluble en agua es elevado y se utiliza principalmente para el tratamiento de aguas residuales.

Cloruro de polialuminio de placa y marco. Con un alto contenido en aluminio y un bajo contenido en materia insoluble en agua, se utiliza para el tratamiento de aguas residuales municipales y domésticas.

Cloruro de polialuminio obtenido mediante secado por atomización. Gracias a sus características —alto contenido en aluminio, bajo contenido en materia insoluble en agua y rápida velocidad de disolución—, se utiliza habitualmente para el tratamiento del agua potable y para el tratamiento de aguas con requisitos más exigentes.

Existen numerosos métodos de síntesis del cloruro de polialuminio. Según las diferentes materias primas utilizadas, se pueden clasificar en el método del aluminio metálico, el método del hidróxido de aluminio activo, el método del trióxido de aluminio, el método del cloruro de aluminio, el método de disolución alcalina, etc.

Método del aluminio metálico. Las materias primas para sintetizar cloruro de polialuminio mediante el método del aluminio metálico son principalmente los residuos del procesamiento del aluminio, como los desechos de aluminio, las cenizas de aluminio y la escoria de aluminio. El cloruro de polialuminio líquido se prepara añadiendo lentamente ácido clorhídrico a las cenizas de aluminio en una proporción determinada, bajo agitación para que se produzca la reacción, y sometiéndolo a polimerización de curado y sedimentación. A continuación, se diluye, se filtra, se concentra y se seca para obtener el cloruro de polialuminio en polvo. Desde el punto de vista tecnológico, se puede dividir en tres tipos: el método ácido, el método alcalino y el método de neutralización.

El método ácido utiliza principalmente HCl, y no resulta fácil controlar la calidad del producto.

El proceso de producción alcalina es complejo, la inversión en equipamiento es elevada, se utiliza una gran cantidad de álcali, el control del valor del pH implica el uso de materias primas y el coste es elevado.

El método más utilizado es la neutralización. Siempre que se controle bien la proporción, por lo general se pueden cumplir los estándares especificados.

Método del hidróxido de aluminio. La pureza del hidróxido de aluminio en polvo es relativamente alta, y el contenido de metales pesados en el cloruro de polialuminio sintetizado es bajo. Por lo general, se utiliza el proceso de producción que consiste en calentar y prensar tras la disolución ácida. Este proceso es relativamente sencillo, pero la salinidad del cloruro de polialuminio obtenido es relativamente baja. Por lo tanto, se suelen emplear dos procesos: la disolución ácida mediante calentamiento y presurización con hidróxido de aluminio y la neutralización del polvo de mineral de aluminato de calcio.

Método de la alúmina. Las materias primas que contienen óxido de aluminio incluyen principalmente gibbsita, bauxita, caolín, ganga de carbón, etc. El proceso de producción se puede dividir en dos etapas. La primera consiste en obtener cloruro de aluminio cristalino, y la segunda, en obtener cloruro de polialuminio mediante pirólisis o neutralización.

Método del cloruro de aluminio. El método más habitual consiste en utilizar cloruro de aluminio en polvo como materia prima para producir cloruro de polialuminio en polvo. Se puede preparar mediante pirólisis en ebullición con cloruro de aluminio cristalino a 170 ℃, añadiendo agua para el curado y la polimerización, y posteriormente sometiéndolo a curado y secado para obtener el cloruro de polialuminio en polvo.

Método de la solución alcalina. En primer lugar, las cenizas de aluminio se hacen reaccionar con hidróxido de sodio para obtener una solución de aluminato de sodio y, a continuación, se ajusta el valor del pH con ácido clorhídrico para obtener una solución de cloruro de polialuminio. El cloruro de polialuminio en polvo preparado mediante este método presenta un buen aspecto cromático y un menor contenido de materia insoluble, pero tiene un alto contenido en cloruro de sodio, un elevado consumo de materia prima, un bajo contenido en alúmina en la solución y un elevado coste de producción industrial.

1. El cloruro de polialuminio (PAC) es un producto muy utilizado producto químico para el tratamiento del agua. Presenta un amplio rango de adaptación al pH y no suele provocar la aparición de color ni otros efectos secundarios. Tras el uso del cloruro de polialuminio, el contenido de hierro, manganeso y otros metales pesados en el agua es bajo, lo que tiene un efecto poco corrosivo sobre los equipos. Por este motivo, desempeña un papel especial en el tratamiento de las aguas residuales de la fabricación de papel, así como de la impresión y el teñido.
2. El cloruro de polialuminio, en el tratamiento del agua, presenta las siguientes características: buen rendimiento de coagulación, partículas de alumbre de gran tamaño, sedimentación rápida, baja dosificación, alta eficiencia y un amplio abanico de aplicaciones. Por ello, se utiliza principalmente en el tratamiento del agua potable urbana y de todo tipo de aguas residuales industriales. Este producto también puede utilizarse para eliminar hierro, manganeso, cromo, plomo y otros metales pesados del agua, así como fluoruro y aceite en suspensión, por lo que se emplea en el tratamiento de aguas residuales de la industria de la impresión y el teñido, la fabricación de papel, los yacimientos petrolíferos y las aguas residuales urbanas, así como en los procesos de deshidratación de lodos. Debido a la carga positiva del cloruro de polialuminio, presenta una fuerte capacidad de adsorción de las materias en suspensión en el agua. Por este motivo, ofrece numerosas ventajas, como una gran capacidad de descontaminación, una alta eficiencia global en la eliminación de aceites y turbidez, y un bajo coste, entre otras. También se puede utilizar en fundición, medicina, peletería y otros campos.
3. Gracias a su buena estabilidad, es posible reducir la dosificación de PAC sin que varíe la calidad del agua. Especialmente en el caso de una mala calidad del agua, la dosis de policloruro de aluminio puede reducirse a la mitad. Esto no solo reduce la intensidad del trabajo de los operarios, sino que también disminuye el coste de producción del agua para los usuarios. Además, el PAC en el tratamiento del agua garantiza la seguridad, reduce los incidentes relacionados con el agua y proporciona agua potable segura y fiable a los residentes.

Cuando el ion hidróxido del cloruro de polialuminio se disuelve en las aguas residuales, forma un gran número de grupos con carga positiva, que se unen a los grupos con carga negativa presentes en el agua, lo que da lugar a la floculación y la precipitación. Por ello, el cloruro de polialuminio (PAC) se utiliza principalmente como coagulante en el tratamiento del agua.