آلومینیوم پس از اکسیژن و سیلیکون به‌عنوان سومین عنصر فراوان در سطح زمین شناخته‌شده است. پلی آلومینیوم کلراید (آلومینیوم کلراید هیدراته) که به نام PAC نیز معروف می‌باشد، زیرمجموعه نمک‌های حاصل از آلومینیوم است. PAC یکی از کارآمدترین مواد شیمیایی در تصفیه آب آشامیدنی و فاضلاب می‌باشد. زیرا راندمان انعقاد بالایی را ارائه می‌دهد و در مقایسه با سایر مواد شیمیایی تصفیه آب، محدوده وسیع‌تری برای pH و دما دارد. راندمان انتقاد بالا در PAC باعث افزایش ظرفیت تصفیه‌خانه‌ها و کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود. از آنجا که تاثیر Ph بر PAC کم است، نیاز به مواد شیمیایی تنظیم‌کننده pH به حداقل می‌رسد. در نتیجه هزینه‌های عملیاتی هم کاهش می‌یابد. همچنین از پلی آلومینیوم کلراید در صنعت کاغذسازی برای افزایش سرعت خشک‌شدن کاغذ، و به‌عنوان یک نگهدارنده استفاده می‌شود.
پلی آلومینیوم کلراید چیست
در واقع پلی آلومینیوم کلراید یک منعقدکننده، است که ساختار پلیمری دارد. فرمول شیمیایی آن AL2(OH)nCI6 است و از نظر ظاهری هم به صورت جامد و هم به صورت مایع تشکیل می‌شود. PAC جامد به‌صورت پودر یا کریستال است که بر اساس و گریدهای تولیدی آن در دو رنگ سفید شیری یا زرد پررنگ موجود می‌باشد. PAC مایع با توجه به کاربرد خوراکی یا صنعتی آنف به رنگ زرد روشن یا زرد مایل به قرمز تولید و عرضه می‌شود.
پلی آلومینیوم کلرید یا کلرید آلومینیوم هیدراته از نظر ترکیب شیمیایی یک پلیمر معدنی است که مونومر آن کمپلکس دو هسته ای آلومینیوم است. برای تهیه پلی آلومینیوم کلراید لازم است که هیدروکسید آلومینیوم و اسید کلریدریک با هم واکنش داده شود تا محصول به دست آمده PAC و آب باشد. همانطور که در واکنش زیر ذکر شد:
2Al(OH)3+n HCl → Al2(OH)nCl6-n + H2O
پلی آلومینیوم کلراید به دو صورت جامد و مایع موجود است. در حالت جامد به صورت پودر یا کریستال و رنگ آن از سفید شیری تا زرد پررنگ در درجات مختلف می باشد.
پلی آلومینیوم کلرایدها از سری ترکیبات پلیمریِ معدنی و قابل حل در آب با دانسیته بار بالا و از پیش خنثی شده هستند که براساس درصد آلومینیوم، درجه پلیمریزاسیون و میزان خنثی سازی اسیدی دسته بندی می شوند. پلی آلومینیوم کلرایدها یک محصول واحد نیستند، بلکه این ترکیبات طیف وسیعی از پلیمرهای معدنی متنوع را شامل می شوند. این مواد، محصولاتی متشکل از آلومینیوم کلراید و هیدروکسید با فرمول تجربی زیر هستند:
Al2(OH)nCl6-n
پلی آلومینیوم کلروسولفات ها (Polyaluminum Chlorosulfate, PACS) یک محصول پرکاربرد دیگر از خانواده پلی آلومینیوم کلرایدها با فرمول تجربی زیر هستند:
Al2(OH)nCl(6-n-2k)(SO4)k
وارد شدن سولفات به ساختار PAC و تشکیل PACS، موجب افزایش توانایی منعقدکننده در ترکیب شدن با آلودگی ها و ذرات معلق موجود در آب شده و در نتیجه میزان ته نشینی و حذف این ذرات از آب بهبود می یابد.
پلی آلومینیوم کلرایدها با دو مشخصه اصلی یعنی درصد آلومینا (Al2O3) و قلیائیت (Basicity) قابل شناسایی هستند که این مفاهیم در ادامه توضیح داده خواهند شد:
1-1- درصد آلومینا: عبارتست از مقدار درصد وزنی/وزنی (w/w%) آلومینا در ترکیب پلی آلومینیوم کلراید (PAC)، که به معنای تعداد کیلوگرم آلومینا به عنوان ماده شیمیایی فعال در هر 100 کیلوگرم PAC است. به عنوان مثال، اگر گفته می شود PAC مایع از نوع 18 درصد وزنی/وزنی است، یعنی 18 کیلوگرم آلومینا در 100 کیلوگرم از PAC مایع وجود دارد. مقدار کل آلومینیوم (به صورت Al2O3) در محلول های آبی PAC در بازه 24-6 و غالباً در بازه 18-9 درصد است. لازم بذکر است که در واقع در ساختار پلی آلومینیوم کلراید آلومینایی وجود ندارد؛ به عبارتی آلومینا یک پارامتر اندازه گیری نیابتی برای ترکیبات پلی آلومینیوم کلراید و پلی آلومینیوم کلروسولفات است.
2-1- قلیائیت: این پارامتر به صورت کمّی مقدار یون های هیدروکسیل در ساختار پلی آلومینیوم کلراید (PAC) را اندازه گیری می کند. هرچه قلیائیت منعقدکننده PAC بیشتر باشد، تأثیر منعقدکننده بر مقدار pH آب کمتر است. کمترین مقدار قلیائیت (صفر درصد) مربوط به محلول آلومینیوم کلراید است (این بدان معناست که این ماده از خانواده پلی آلومینیوم کلراید ها نیست). ترکیبات PAC می توانند با فرمول تجربی Al2(OH)xCl6-x.nH2O معرفی شوند. در این فرمول x=(6×%Basicity)/100 و n مقداری بین 6-1 دارد.
بیشترین مقدار قلیائیت موجود به صورت پایدار، مربوط به آلومینیوم کلروهیدرات (ACH) با میزان قلیائیت 83 درصد است. فرمول تجربی ACH به صورت Al2(OH)5Cl.2H2O تعریف می شود. مشخصه یابی ACH نشان داده است که دارای حدود 88 درصد Al13 است. مقدار بار مثبت زیاد +Al137 که با یون های –Cl احاطه شده است، موجب خود پایداری این ترکیب از طریق نیروهای دفعی شده و در نتیجه از تجمع و ته نشینی آلومینیوم هیدروکسید جلوگیری می کند. ACH محلول پس از سال ها ذخیره در دمای اتاق به صورت شفاف و بدون رسوب باقی می ماند. رقیق سازی این محلول یا افزایش pH محلول آبی آن تا 6-5 ، موجب تجزیه آن و تولید Gibbsite (که یک نوع آلومینیوم هیدروکسید غیرقابل حل است) می شود.
3-1- محاسبه درصد قلیائیت (Percent Basicity): درصد قلیائیت به صورت زیر تعریف می شود:
52.91 × ((%Al)/(%OH))
همچنین مقدار قلیائیت بر حسب مولی با فرمول زیر قابل محاسبه است:
Basicity % = (100 × OH)/(3 × Al)
به عبارت دیگر اگر فرمول PAC به صورت Aln(OH)mCl3n-m نوشته شود، درصد قلیائیت به وسیله رابطه زیر قابل محاسبه است:
Basicity % = (100 × m)/(3 × n)
بنابراین نمونه PAC با فرمول Al(OH)Cl2.5H2O دارای درصد قلیائیت 33 درصد است.
2- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی پلی آلومینیوم کلراید (PAC)
محصولات PAC می توانند حاوی دیگر نمک های معدنی مانند سدیم، پتاسیم، کلسیم یا منیزیم کلرایدها و یا برمیدها باشند، به طوری که این نمک ها می توانند بر خصوصیات محصول PAC تأثیر بگذارند. از آنجایی که ماهیت گونه های آلومینیوم در PAC به طور کامل شناخته شده نیست، این ماده می تواند براساس وزن مولکولی به سه یا چهار دسته طبقه بندی شود: مونومر، دیمر، پلیمر Al13 و یا چندین Al پلیمری بزرگ تر. با استفاده از آنالیز Al-NMR می توان این کاتیون ها را شناسایی و اندازه گیری کرد. به عنوان مثال طیف Al-NMR برای نمونه Al13 دارای یک پیک شدید در حدود 62٫5ppm است.
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی محصولات متنوعِ PAC می تواند با یکدیگر خیلی متفاوت باشد. پلی آلومینیوم کلراید معمولاً به صورت محلول است، اگرچه به شکل جامد نیز به فروش می رسد. رنگ محلول ها از بی رنگ تا کهربایی و از شفاف تا مه آلود متفاوت است. وزن مخصوص پل یآلومینیوم کلراید در 25 درجه سانتی‌گراد از 1٫4-1٫2 متغیر است. ویسکوزیته این ترکیبات در 25 درجه سانتی‌گراد در حدود 50-10 سانتی پویز (cP) است. محصولات محلول PAC همیشه اسیدی هستند و pH آنها بین 3٫5 تا کمتر از 1 متغیر است.
محدوده کلی عملکرد پلی آلومینیم کلراید در pH بین 9-5 است، اما بهترین کارایی آن در محدوده pH بین 7٫6-6٫5 (pH خنثی) مشاهده شده است. این ماده از طریق تولید یون‌های هیدروکسیل و پلیمرهای آنیونی چند ظرفیتی باعث تشکیل مولکول‌ها و ماکرومولکول‌های غیرآلی بزرگ در آب می‌شود.
جهت خرید پلی آلومینیوم کلراید
شرکت شیمیایی بوعلی سینا یکی از بزرگترین واردکنندگان پلی آلومینیوم کلراید در کشور می باشد.
شما میتوانید برای استعلام قیمت و خرید پلی آلومینیوم کلراید با کارشناسان ما در ارتباط باشید.
شماره های تماس ☎️ : 02188502389 – 02188748404
تلفن همراه ? : 09123213657 – 09128098493
