Chlorure de polyaluminium (PAC)

Le polychlorure d'aluminium n'est pas un produit unique, mais une série de polymères composés d'aluminium, d'oxygène, d'hydrogène et de chlore. Le polychlorure d'aluminium est un nouveau matériau de purification de l'eau, un coagulant polymère inorganique. Il s'agit d'un solide blanc ou jaune soluble dans l'eau. On évalue généralement sa puissance et sa qualité en fonction de sa teneur en Al₂O₃ et de son alcalinité. De plus, en raison de sa forte charge électrique, il est plus efficace que les autres sels d'aluminium pour déstabiliser et éliminer les matières en suspension.

Dissolvez la poudre de PAC dans de l'eau dans un rapport de 1:3, puis ajoutez 10 à 30 fois ce volume d'eau pour la diluer jusqu'à la concentration souhaitée avant utilisation.

La valeur optimale du pH pour le dosage se situe entre 3,5 et 5,0. Le choix de cette valeur optimale permet d’optimiser les avantages de la coagulation. Le dosage peut être déterminé en fonction du degré de turbidité de l’eau brute. Avant utilisation, il est recommandé de réaliser un petit test en fonction des caractéristiques de la qualité de l'eau, de sélectionner la valeur optimale, puis de procéder à la mise en service. Lorsque la turbidité de l'eau brute est élevée, le dosage doit être augmenté en conséquence ; lorsque la turbidité est faible, le dosage peut être réduit en conséquence.

Ils doivent être scellés et entreposés dans un endroit sec et aéré, à l'abri de la pluie, des températures élevées et des rayons directs du soleil.

Le PAC blanc, communément appelé « PAC sans fer de haute pureté » ou « PAC de qualité alimentaire », est le produit de la plus haute qualité parmi les différents types de chlorure de polyaluminium. Ses principales matières premières sont de la poudre d’hydroxyde d’aluminium de haute qualité et de l’acide chlorhydrique, et son procédé de fabrication repose sur la méthode de séchage par atomisation, qui constitue la technologie la plus avancée. Le chlorure de polyaluminium blanc est utilisé comme agent d'encollage dans la fabrication du papier, pour la décoloration du sucre, comme agent de clarification, dans le tannage du cuir, en médecine, en cosmétique, dans la fonderie de précision, dans le traitement de l'eau potable et dans d'autres domaines.

Le PAC jaune est principalement utilisé dans le traitement des eaux usées et dans le traitement de l'eau potable. Les matières premières utilisées sont la poudre d'aluminate de calcium, l'acide chlorhydrique et la bauxite. Le procédé de fabrication utilisé est celui du filtre-presse à plaques et cadres ou celui du séchage par atomisation. Pour le traitement de l'eau potable, les exigences en matière de métaux lourds sont strictes ; c'est pourquoi tant les matières premières que les procédés de fabrication sont de meilleure qualité que ceux du polyaluminate de chlorure brun.

Le produit chimique « Brown PAC » est généralement utilisé principalement pour le traitement des eaux usées. Les matières premières sont la poudre d’aluminate de calcium, l’acide chlorhydrique, la bauxite et la poudre de fer, et le processus de fabrication repose sur la méthode de séchage en tambour. La couleur brune est due à la présence de poudre de fer. Plus la quantité de poudre de fer ajoutée est importante, plus la couleur est foncée. Ce produit est également connu sous le nom de chlorure ferrique de polyaluminium, qui donne d'excellents résultats dans le traitement des eaux usées.

Classification selon le procédé de fabrication

Chlorure de polyaluminium sous forme de granulés. Sa teneur en aluminium est moyenne, sa teneur en matières insolubles dans l'eau est élevée, et il est principalement utilisé pour le traitement des eaux usées.

Chlorure de polyaluminium à plaques et cadres. Caractérisé par une teneur élevée en aluminium et une faible teneur en matières insolubles dans l'eau, il est utilisé pour le traitement des eaux usées municipales et domestiques.

Séchage par atomisation du chlorure de polyaluminium. Se caractérisant par une teneur élevée en aluminium, une faible teneur en matières insolubles dans l'eau et une vitesse de dissolution rapide, il est généralement utilisé pour le traitement de l'eau potable et le traitement de l'eau selon des normes plus strictes.

Il existe de nombreux procédés de synthèse du chlorure de polyaluminium. En fonction des matières premières utilisées, on peut les classer en plusieurs catégories : procédé à base d'aluminium métallique, procédé à base d'hydroxyde d'aluminium actif, procédé à base de trioxyde d'aluminium, procédé à base de chlorure d'aluminium, procédé de dissolution alcaline, etc.

Procédé de fabrication de l'aluminium. Les matières premières utilisées pour la synthèse du chlorure de polyaluminium par la méthode à base d’aluminium métallique sont principalement des déchets issus de la transformation de l’aluminium, tels que les déchets d’aluminium, les cendres d’aluminium et les scories d’aluminium. Le chlorure de polyaluminium liquide est préparé en ajoutant lentement de l’acide chlorhydrique aux cendres d’aluminium selon une certaine proportion, sous agitation, afin de déclencher la réaction, puis en soumettant le mélange à une polymérisation de durcissement et à une sédimentation. Le mélange est ensuite dilué, filtré, concentré et séché pour obtenir la poudre de PAC. Sur le plan technologique, on distingue trois procédés : le procédé acide, le procédé alcalin et le procédé de neutralisation.

La méthode acide utilise principalement du HCl, et la qualité du produit est difficile à contrôler.

Le processus de production alcaline est complexe, l'investissement en équipement est important, la quantité d'alcali utilisée est élevée, le contrôle du pH nécessite des matières premières et le coût est élevé.

La méthode la plus couramment utilisée est la neutralisation. Tant que le rapport est bien maîtrisé, les normes spécifiées peuvent généralement être respectées.

Procédé à l'hydroxyde d'aluminium. La pureté de la poudre d'hydroxyde d'aluminium est relativement élevée, et la teneur en métaux lourds du polyaluminium chloré synthétisé est faible. En général, on utilise un procédé de production par chauffage et pressage après dissolution acide. Ce procédé est relativement simple, mais la salinité du polyaluminium chloré obtenu est relativement faible. C'est pourquoi on utilise généralement deux procédés : la dissolution acide sous chauffage et sous pression à partir d'hydroxyde d'aluminium, et la neutralisation de la poudre de minerai d'aluminate de calcium.

Procédé à l'alumine. Les matières premières contenant de l'oxyde d'aluminium comprennent principalement la gibbsite, la bauxite, le kaolin, la gangue de charbon, etc. Le processus de production peut être divisé en deux étapes. La première étape consiste à obtenir du chlorure d'aluminium cristallin, et la seconde à obtenir du polychlorure d'aluminium par pyrolyse ou neutralisation.

Procédé au chlorure d'aluminium. La méthode la plus couramment utilisée consiste à utiliser de la poudre de chlorure d'aluminium comme matière première pour produire de la poudre de chlorure de polyaluminium. Celle-ci peut être préparée par pyrolyse à ébullition à partir de chlorure d'aluminium cristallin à 170 °C, en ajoutant de l'eau pour le durcissement et la polymérisation, puis en procédant au durcissement et au séchage afin d'obtenir de la poudre de PAC.

Méthode par solution alcaline. Dans un premier temps, les cendres d'aluminium sont mises à réagir avec de l'hydroxyde de sodium pour obtenir une solution d'aluminate de sodium, puis le pH est ajusté à l'aide d'acide chlorhydrique afin d'obtenir une solution de polyaluminium chloré. La poudre de polychlorure d’aluminium préparée selon ce procédé présente un bel aspect coloré et une faible teneur en matières insolubles, mais elle se caractérise par une teneur élevée en chlorure de sodium, une consommation importante de matières premières, une faible teneur en alumine dans la solution et un coût de production industriel élevé.

1. Le chlorure de polyaluminium (PAC) est un produit largement utilisé produit chimique destiné au traitement de l'eau. Il présente une large plage d'adaptation au pH et ne provoque généralement pas de coloration ni d'autres effets indésirables. Après utilisation du polychlorure d’aluminium, la teneur en fer, en manganèse et en autres métaux lourds dans l’eau est faible, ce qui réduit l’effet corrosif sur les équipements. C’est pourquoi il joue un rôle particulier dans le traitement des eaux usées issues de la fabrication du papier, de l’imprimerie et de la teinture.
2. Le chlorure de polyaluminium utilisé dans le traitement de l'eau présente les caractéristiques suivantes : bonnes performances de coagulation, grosses particules d'alun, sédimentation rapide, faible dosage, haute efficacité et large champ d'application. Il est donc principalement utilisé pour le traitement de l'eau potable urbaine et de toutes sortes d'eaux usées industrielles. Ce produit peut également être utilisé pour éliminer le fer, le manganèse, le chrome, le plomb et d’autres métaux lourds présents dans l’eau, ainsi que le fluorure et les hydrocarbures, ce qui en fait un agent de traitement adapté aux processus d’impression et de teinture, à la fabrication du papier, aux eaux usées des champs pétrolifères, aux eaux usées urbaines et aux procédés de déshydratation des boues. En raison de la charge positive du polyaluminium chloré, celui-ci présente une forte capacité d’adsorption des matières en suspension dans l’eau. C’est pourquoi il offre de nombreux avantages, tels qu’une forte capacité de décontamination, une efficacité globale élevée en matière d’élimination des huiles et de la turbidité, un faible coût, etc. Il peut également être utilisé dans la fonderie, le secteur pharmaceutique, la maroquinerie et d’autres domaines.
3. Grâce à sa bonne stabilité, le dosage de PAC peut être réduit pour une qualité d'eau identique. En particulier lorsque la qualité de l'eau est médiocre, le dosage de polyaluminium chloré peut être réduit de moitié. Cela permet non seulement de réduire la charge de travail des employés, mais aussi de diminuer le coût de production de l'eau pour les usagers. De plus, l'utilisation du PAC dans le traitement de l'eau permet de garantir la sécurité, de réduire les incidents liés à l'eau et de fournir une eau potable sûre et fiable aux habitants.

Lorsque l'ion hydroxyde du chlorure de polyaluminium se dissout dans les eaux usées, il forme un grand nombre de groupes chargés positivement, qui s'associent à des groupes chargés négativement présents dans l'eau, avant de s'agglomérer et de précipiter. C'est pourquoi le chlorure de polyaluminium (PAC) est principalement utilisé comme coagulant dans le traitement de l'eau.