Existem numerosos métodos para sintetizar cloreto de polialumínio (PAC); com base nas matérias-primas utilizadas, esses métodos podem ser amplamente classificados em método do alumínio metálico, método do hidróxido de alumínio ativo, método do óxido de alumínio, método do cloreto de alumínio, método de dissolução alcalina e outros.
① Método do Alumínio Metálico: As principais matérias-primas empregadas no método do alumínio metálico para síntese de PAC são sub-produtos do processamento de alumínio, como cavacos de alumínio, cinzas de alumínio e escória de alumínio. O processo normalmente envolve a adição lenta de ácido clorídrico à cinza de alumínio-em uma proporção específica e sob agitação contínua-para iniciar uma reação. Após um período de maturação e polimerização, a mistura sofre sedimentação para produzir PAC líquido; etapas subsequentes envolvendo diluição, filtração, concentração e secagem são então realizadas para obter o produto final. Do ponto de vista da engenharia de processos, este método pode ser categorizado em três variações: o método ácido, o método alcalino e o método de neutralização. O método ácido utiliza principalmente HCl, embora o controle da qualidade do produto possa ser um desafio. O método alcalino apresenta maior complexidade técnica na produção, requer investimentos substanciais em equipamentos, consome grandes quantidades de álcali e acarreta custos mais elevados devido à natureza-intensiva de material do controle de pH. O método de neutralização é a abordagem mais amplamente adoptada; desde que as proporções dos reagentes sejam controladas com precisão, o produto resultante geralmente atende aos padrões nacionais de qualidade.
② Método de Hidróxido de Alumínio: Como o pó de hidróxido de alumínio possui um grau de pureza relativamente alto, o PAC sintetizado por meio desse método apresenta baixos níveis de impurezas tóxicas,-como metais pesados. A produção normalmente emprega um processo que envolve dissolução ácida sob condições de temperatura e pressão elevadas. Embora esse processo seja relativamente simples,-beneficiando-se de matérias-primas de alta{4}}pureza e resultando em PAC que tem um impacto mínimo na qualidade da água-o PAC resultante normalmente exibe uma baixa basicidade. Conseqüentemente, o processo é frequentemente modificado para incorporar uma sequência de duas-etapas: dissolução ácida do hidróxido de alumínio sob calor e pressão, seguida por uma etapa de neutralização utilizando pó mineral de aluminato de cálcio.
③ Método de óxido de alumínio: As matérias-primas que contêm óxido de alumínio (Al₂O₃) incluem gibbsita, bauxita, caulim e ganga de carvão. Este processo de produção é dividido em duas etapas distintas: a primeira etapa envolve a obtenção de cloreto de alumínio cristalino, enquanto a segunda etapa envolve a conversão deste intermediário em PAC através de um método de decomposição térmica ou de um método de neutralização.
④ Método do Cloreto de Alumínio: Este método utiliza cloreto de alumínio em pó como matéria-prima primária para a produção de PAC. Atualmente é o método de síntese mais amplamente praticado. O processo normalmente envolve submeter o cloreto de alumínio cristalino à decomposição térmica em leito fluidizado a uma temperatura de 170 graus, seguida pela adição de água para facilitar a maturação e a polimerização; o produto final é então obtido através de etapas subsequentes de solidificação e secagem.
⑤ Método de dissolução de álcalis: Este método começa pela reação da cinza de alumínio com hidróxido de sódio para gerar uma solução de aluminato de sódio. Subsequentemente, adiciona-se ácido clorídrico para ajustar o nível de pH, produzindo assim uma solução de PAC. Os produtos obtidos por este método apresentam cor e aparência superiores, bem como menores níveis de matéria insolúvel; no entanto, eles são caracterizados por um alto teor de cloreto de sódio, alto consumo de matéria-prima e baixa concentração de alumina na solução, resultando em custos substanciais para produção em escala industrial.
