پلی آلومینیوم کلراید

پلی آلومینیوم کلراید به عنوان یک منعقد کننده پلیمری و معدنی است که استفاده از آن در سالهای اخیر بسیار فراگیر بوده و طیف وسیعی از فرآیندهای تصفیه آب آشامیدنی، تصفیه فاضلاب شهری و پساب های صنعتی را در بر می گیرد.

فرایند انعقاد از جایگاه ویژه ای در فرایند تصفیه برخوردار است. سولفات آلومینیوم (آلوم) و کلرو فریک رایج‌ترین منعقد کننده‌های اولیه مورد استفاده در تصفیه آب به منظور حذف تیرگی می باشند.

در سالهای گذشته، پلی آلومینیوم کلراید – که به اختصار PAC نام گذاری می شود – به طور وسیعی به عنوان جایگزینی برای دو منعقد کننده قدیمی سولفات آلومینیوم و کلروفریک مورد استفاده قرار گرفته است.

در حال حاضر ماده شیمیایی پَک در کشورهایی مانند آمریکا، کانادا، چین، ایتالیا، فرانسه و انگلستان به یکی از متداول ترین منعقد کننده های مورد استفاده در تصفیه آب مبدل شده است. در ایران نیز بسیاری از صنایع این ماده را به عنوان جایگزین منعقد کننده های قدیمی مورد استفاده جایگزین کرده اند.

انواع پلی آلومینیوم کلراید

ماده شیمیایی پَک در انواع مختلفی تولید و عرضه می‌ شود که بر اساس درجه خلوص و درصد آلومینیوم فعال طبقه‌ بندی می ‌شوند:

پلی آلومینیوم کلراید مایع

این نوع معمولا دارای غلظت 10% تا 18% است و بیشتر در تصفیه ‌خانه‌ های آب و فاضلاب شهری به کار می‌ رود. مایع بودن آن فرآیند اختلاط را ساده ‌تر می ‌کند و به سرعت در آب حل می ‌شود.

پلی آلومینیوم کلراید جامد یا پودری

نوع پودری پلی آلومینیوم کلراید معمولا دارای درصد خلوص بالاتری است و برای مصارف صنعتی که نیاز به دقت بالاتری دارند، استفاده می ‌شود. حمل و نقل و نگهداری این نوع آسان ‌تر بوده و مدت زمان بیشتری قابل ذخیره‌ سازی است.

پلی آلومینیوم کلراید سفید

این نوع، خلوص بالاتری دارد و در فرآیندهایی که نیاز به آب تصفیه شده با کیفیت بسیار بالا دارند، مانند تولید آب فوق خالص، استفاده می ‌شود.

مشخصات پلی آلومینیوم کلراید

پلی آلومینیوم کلراید یا آلومینیوم کلراید هیدراته از آنجا که ترکیب یک پلیمر معدنی است که مونومر آن یک کمپلکس دو هسته ای از آلومینیوم است. این ماده به فرمول Al2(OH)n Cl6-n.YH2O]z] از واکنش هیدروکسید آلومینیوم و اسید کلریدریک به وجود می آید:

۲Al(OH)3+n HCl = Al2(OH)nCl6-n + H2O

مقدار Z بین 12 تا 18 معتبر است؛ اما برای یک فرمولاسیون مفید در 95% ترکیب، Z=15 است. با این کار فرمولاسیونی میزان Al2O3 بین 26% تا 36% بدست می آید و در حالت ایده آل برابر 30% است. پلی آلومینیوم کلراید به دو صورت جامد و مایع موجود است. پلی آلومینیم کلراید جامد بصورت پودر یا کریستال بوده و رنگ آن از سفید شیری تا زرد پررنگ در گریدهای مختلف است.

فرآیند تولید پلی آلومینیوم کلراید

تولید PAC در مقیاس صنعتی طی چند مرحله انجام می‌ شود:

1. واکنش هیدروکسید آلومینیوم با اسید کلریدریک که به تشکیل مایع زردرنگ پَک منجر می‌ شود.
2. کنترل درجه حرارت و زمان واکنش
3. فیلتراسیون و تغلیظ که در این مرحله محصول به منظور دستیابی به غلظت مناسب فیلتراسیون شده و به شکل مایع یا پودر تولید می ‌شود.

مکانیسم عملکرد پَک

ماده شیمیایی پَک به عنوان یک منعقد کننده قوی، از طریق چندین مکانیسم باعث حذف ذرات معلق و کلوئیدی از آب می ‌شود که در ادامه توضیح می دهیم.

1. خنثی‌ سازی بارهای سطحی: ذرات معلق در آب معمولا بار منفی دارند. ماده شیمیایی پَک با دارا بودن یون‌ های آلومینیوم که بار مثبت دارند، این بارهای منفی را خنثی کرده و باعث تجمع ذرات می‌ شود.
2. تشکیل پلیمرهای هیدروکسیدی: در آب، پک به یون‌ های هیدروکسید آلومینیوم تجزیه می ‌شود که این یون ‌ها به صورت پلیمرهای بزرگتر تجمع یافته و لخته‌ هایی تشکیل می ‌دهند که ذرات معلق را به دام می ‌اندازند.
3. جذب و پیوند ذرات معلق: لخته‌ های تشکیل شده، ذرات معلق را به خود جذب کرده و به صورت توده‌ های بزرگ‌ تر ته ‌نشین می ‌کنند.

منعقد کننده های قدیمی ناپایدارسازی را از طریق فشردگی لایه مضاعف الکتریکی در اطراف ذره کلوئیدی انجام می‌دادند در حالی که پلی آلومینیوم کلراید عملیات ناپایدار سازی را از طریق جذب در سطح ذره کلوئیدی و ایجاد پلهای اتصالی ذره- پلیمر-ذره، انجام می دهد. این مکانیزم موجب افزایش سرعت ناپایدارسازی ذره ای و در نتیجه رشد سریعتر ذرات و نهایتا بهبود جداسازی می شود.

کاربردهای پلی آلومینیوم کلراید

موارد اصلی کاربرد پک (PAC) در زمینه های زیر است:

1.  تزریق بمنظور تصفیه آب آشامیدنی درون دستگاه تصفیه آب صنعتی
2.  تصفیه فاضلاب و پساب کارخانه های شیمیایی و صنایع نفت و پتروشیمی
3.  تصفیه فاضلاب های شهری
4.  استفاده در ساخت پکیج تزریق مواد شیمیایی
5.  بمنظور تصفیه فاضلاب و پساب کشاورزی درون پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی
6. استفاده در صنایع کاغذ سازی و سلولزی
7. استفاده در صنایع نساجی، چرم و پوست

مزایای پلی آلومینیوم کلراید

PAC  به دلیل داشتن ظرفیت بار مثبت بیشتر، در جذب ذرات کلوئیدی و حذف کدورت مؤثرتر از سولفات آلومینیوم (آلوم) عمل می ‌کند.

یکی از مزایای مهم ماده پَک کاهش حجم لجن تولیدی در فرآیند تصفیه است که منجر به کاهش هزینه‌ های دفع لجن از طریق فیلتر پرس می ‌شود.

برخلاف سایر منعقدکننده ‌ها، پک در دامنه وسیع‌تری از pH کارایی خود را حفظ می‌ کند و نیازی به تنظیم دقیق pH ندارد.

ماده منعقد کننده PAC با سرعت بیشتری نسبت به سایر منعقد کننده ‌ها عمل کرده و زمان ته ‌نشینی را کاهش می‌ دهد. این ویژگی به ویژه در تصفیه‌ خانه‌ های بزرگ شهری بسیار مهم است.

قیمت پلی آلومینیوم کلراید

قیمت ماده شیمایی پَک تحت تأثیر عوامل متعددی قرار دارد که می ‌تواند در سطوح مختلفی مانند تولید، عرضه و تقاضا و شرایط جهانی تغییر کند. این عوامل به طور کلی به دو دسته داخلی (مربوط به فرآیند تولید و عرضه داخلی) و خارجی (مربوط به بازار جهانی و تغییرات اقتصادی) تقسیم می ‌شوند. در ادامه عوامل مؤثر بر قیمت پلی آلومینیوم کلراید را تشریح نموده ایم.

مواد اولیه اصلی برای تولید PAC شامل هیدروکسید آلومینیوم و اسید کلریدریک است. هر گونه نوسان در قیمت این مواد، تأثیر مستقیمی بر قیمت نهایی محصول خواهد داشت. برای مثال، افزایش قیمت بوکسیت می‌تواند به افزایش قیمت ماده شیمیایی پَک منجر شود.

کیفیت و خلوص مواد اولیه مورد استفاده در تولید PAC می‌تواند هزینه‌های تولید را تغییر دهد. برای تولید ماده پَک با کیفیت بالا (مانند پلی آلومینیوم کلراید سفید)، از مواد اولیه خالص‌تری استفاده می‌شود که قیمت بالاتری دارند.

استفاده از فناوری‌های پیشرفته و با کیفیت بالاتر در تولید PAC می‌تواند هزینه تولید و قیمت ماده شیمیایی پَک را کاهش دهد. کارخانه‌هایی که از تجهیزات مدرن و فناوری‌های بهینه استفاده می‌کنند، قادر به تولید محصول با هزینه کمتر و کارایی بیشتر هستند. در مقابل، واحدهای تولیدی قدیمی ممکن است به دلیل بهره‌وری کمتر، هزینه‌های بالاتری داشته باشند.

افزایش تقاضا برای ماده شیمیایی پلی آلومینیوم کلراید در صنایعی مانند تصفیه آب، کاغذسازی و نساجی می ‌تواند باعث افزایش قیمت شود. در کشورهایی که نیاز به تصفیه آب به دلیل رشد جمعیت و توسعه صنعتی افزایش یافته است، تقاضا برای PAC به طور مداوم در حال رشد است.

میزان عرضه ماده پَک به ظرفیت تولید کارخانه‌ ها، میزان تولید داخلی و واردات بستگی دارد. اگر عرضه به دلایلی مانند محدودیت‌ های تولید یا تحریم ‌ها کاهش یابد، قیمت ‌ها افزایش می ‌یابند.

وجود تولیدکنندگان متعدد در بازار باعث ایجاد رقابت می ‌شود و این رقابت می ‌تواند به تثبیت یا کاهش قیمت منجر شود. در مقابل، اگر تعداد تولیدکنندگان کم باشد یا بازار در انحصار چند شرکت قرار گیرد، قیمت‌ ها ممکن است افزایش یابد.

آلومینیوم یکی از مهم‌ ترین مواد اولیه در تولید ماده شیمیایی پَک است. نوسانات در بازار جهانی آلومینیوم، تحت تأثیر عواملی مانند تغییرات نرخ ارز، قیمت انرژی و مسائل ژئوپلیتیکی، می‌ تواند قیمت PAC را تحت تأثیر قرار دهد.

بسیاری از مواد اولیه مورد نیاز برای تولید پلی آلومینیوم کلراید وارداتی هستند. نوسانات نرخ ارز به ویژه در کشورهای در حال توسعه، می‌ تواند هزینه تولید را افزایش داده و در نتیجه قیمت نهایی ماده پَک را بالا ببرد.

حمل و نقل مواد اولیه و محصول نهایی از کارخانه به مقصد نهایی، یکی از عوامل تأثیرگذار بر قیمت ماده پَک است. افزایش قیمت سوخت یا هزینه‌ های لجستیکی می ‌تواند منجر به افزایش هزینه‌ های تولید و توزیع شود.

تولید این ماده شیمیایی مستلزم رعایت مقررات زیست ‌محیطی سخت‌ گیرانه است. رعایت این مقررات ممکن است هزینه‌ های اضافی برای تولیدکنندگان ایجاد کند که در نهایت به قیمت نهایی محصول اضافه می ‌شود.

برخی کشورها برای محصولات شیمیایی، استانداردهای کیفیت بالاتری وضع می ‌کنند. تولید ماده شیمیایی پلی آلومینیوم کلراید با استانداردهای بالاتر نیاز به تجهیزات و مواد اولیه با کیفیت ‌تری دارد که هزینه تولید را افزایش می ‌دهد.

تحریم ‌های اقتصادی می ‌توانند تأثیر قابل توجهی بر قیمت PAC داشته باشند. برای مثال، محدودیت ‌های تجاری در زمینه واردات مواد اولیه می ‌تواند منجر به افزایش هزینه‌ ها شود.

در دوره‌ های رکود اقتصادی، تقاضا برای محصولات صنعتی کاهش می ‌یابد که این امر می ‌تواند قیمت PAC را تحت تأثیر قرار دهد. در مقابل، در دوران رشد اقتصادی، افزایش تقاضا می‌ تواند قیمت‌ ها را بالا ببرد.

سایر محصولات:

• • اکسید آلومینیوم