本发明专利技术涉及一种高效水处理药剂－聚合氯化铝硅絮凝剂及其制备工艺。本发明专利技术主要解决的技术问题是如何用简便、经济的工艺条件来制备稳定、高浓度的聚合氯化铝硅絮凝剂。本发明专利技术的主要工艺技术特征在于：先将硅酸钠聚合活化，得到高聚合度的聚硅酸，然后再将该聚硅酸在室温搅拌条件下加入到聚合氯化铝浓溶液中，最终得到稳定高浓度的聚合氯化铝硅絮凝剂。该絮凝剂具有比聚合铝更优良的混凝土效能及化学稳定性，可长期贮存而不变质，广泛适用于给、废水处理的除浊、脱色中或其它采用混凝工艺进行固液分离过程。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
高效聚合氯化铝硅絮凝剂及其制备工艺本专利技术涉及一种高效聚合氯化铝硅絮凝剂及其制备工艺，该种絮凝剂适用于任何给、废水处理工程中需要混凝处理过程。混凝过程是水处理工程中应用最广泛、最普遍的单元操作技术。混凝处理效果直接决定着后续处理流程的运行工况，最终出水质量和成本费用，因此它始终是水处理工程中重要的工艺技术之一。高效混凝的关键在于选择性能优良的混凝剂。因此，混凝剂一直是水处理工业中使用量大面广的重要化学药剂。近年来，无机高分子絮凝剂聚合铝、聚合铁等已有很大发展，并得到广泛应用，其中聚合氯化铝目前市场销量最大。与传统凝聚剂相比，无机高分子絮凝剂可明显提高净水效能，减少投药量，降低运行成本，改善出水水质。因此，近年来基于无机高分子絮凝剂的各种复合型絮凝剂相继被开发应用，尤其铝、硅复合型絮凝剂品种备受关注。目前，铝、硅复合型絮凝剂主要可归为两大类：一类是美国专利US Patent4923629、中国专利CN1069470A所报道的硅、铝絮凝剂制备方法，实质上是由活化硅酸与传统铝盐的混合调制而成，它虽比传统铝盐凝聚剂具有更好的混凝效能，但铝的有效浓度低，稳定性相对也较差；另一类是聚合硅硫酸铝，美国专利US Patent 4981675、中国专利CN1042340A、CN1082006A均报道了其制备工艺，这种聚合硅硫酸铝虽具有优良的混凝效能，但其制备工艺复杂，原料品质要求严，制备成本高。 此外，中国专利CN1049323A、CN1050708A、CN1059505A、CN1067031A还报道了以铝矾土、废铝屑等含铝粗制原料制备的铝硅复合型絮凝剂的工艺，但其产品有效浓度低、杂质多且含量高、稳定性也相对较差，质量难以保证。本专利技术主要基于无机高分子絮凝剂聚合氯化铝的良好混凝效能和聚硅酸的高效粘附架桥助凝能力，采用简捷方法合成制备了高效聚合氯化铝硅絮凝剂。本专利说明书中所涉及聚合(活化)硅酸中SiO2％、聚合氯化铝硅中Al2O3％和SiO2％，均指质量体积百分浓度，即100毫升样品中所含Al2O3或SiO2的重量克数。-->本专利技术的主要
技术实现思路
在于：1在快速搅拌扩散条件下，将1∶1的盐酸或1∶2的硫酸定量迅速地加入硅酸钠溶液中，直至pH达到1～2，得到含SiO2 6.0％的活化硅酸，该操作可在室温下完成。2将上述所得的活化硅酸加热至30～40℃，并保持30分钟，得到具有高聚合度的聚合硅酸。如果室温超过40℃，则不必恒温加热。3在快速搅拌条件下，将上述聚合硅酸缓慢加入液体聚合氯化铝中，连续搅拌10分钟即可得到高效聚合氯化铝硅絮凝剂。该操作可在常温常压下进行。实例之一称取230克模数为3.1的液体硅酸钠，该硅酸钠中SiO2和Na2O的质量百分比分别为26.1％、8.9％；加入500mL水，得到667mLSiO2含量9％的硅酸钠溶液。量取1+2的硫酸132mL。在快速磁力搅拌下，将硫酸迅速加入硅酸钠溶液中，并加水至1L，搅拌均匀，得到1LpH值1.0，SiO2含量6％的活化硅酸。将该活化硅酸置于30～40℃水浴中保温10分钟。按表1所示配比，以含Al2O3 16％(4.4mol/L Al3+)、碱化度47.3％的聚合氯化铝与水定量混合搅拌均匀，然后量取一定量的聚合硅酸，在快速磁力搅拌操作下，在2分钟内将聚合硅酸缓慢加入聚合氯化铝溶液中，然后继续搅拌10分钟，制得体积为0.6L，浓度如表1所示的聚合氯化铝硅絮凝剂。 表1聚合氯化铝硅絮凝剂的合成配方及产品成份No. 聚合氯化 铝(mL) 水 (mL)聚合硅酸 (mL) 产品中Al2O3 (％) 产品中SiO2 (％) Si/Al 摩尔比1 400 0 200 15.1 2.0 0.112 300 100 200 11.3 2.0 0.153 450 0 150 17.0 1.5 0.0754 300 150 150 11.3 1.5 0.115 200 250 150 7.5 1.5 0.176 150 300 150 5.7 1.5 0.23-->实例之二称取116克模数为3.2的液体硅酸钠，该硅酸钠中SiO2和Na2O的质量百分比分别为28.0％、9.04％；加入448mL水，得到530mLSiO2含量6％的硅酸钠溶液。量取1+1的盐酸70mL。在快速磁力搅拌下，将盐酸迅速加入硅酸钠溶液中，搅拌均匀，得到0.6LpH值为1.0，SiO2含量5.4％的活化硅酸。将该活化硅酸在30～40℃保温15分钟。 以含Al2O3 16.5％(4.50mol/L Al3+)、碱化度65.0％的聚合氯化铝为原料，按表2 No.1～3所指示的配比量，先量取聚合氯化铝与水并混合均匀，再量取以定量聚合硅酸，在快速磁力搅拌下，在2分钟内将聚硅酸缓慢加入聚合氯化铝溶液中，然后搅拌10分钟，或以含Al2O36.7％(1.50mol/L Al3+)、碱化度32.％的聚合氯化铝为原料，按表2 No.4～6所指示的原料配比量，制得体积为0.6L、浓度如表2所示的聚合氯化铝硅絮凝剂。 表2聚合氯化铝硅絮凝剂的合成配方及产品成份 No.碱化度 (％) 聚合氯化铝 (mL) 水 (mL) 聚合硅酸 (mL)产品中Al2O3 (％) 产品中SiO2 (％) Si/Al 摩尔比 1 65.0 400 0 200 15.3 1.8 0.10 2 65.0 400 65 135 15.3 1.2 0.067 3 65.0 400 134 66 15.3 0.6 0.033 4 32.0 400 134 66 5.1 1.8 0.10 5 32.0 400 155 45 5.1 1.2 0.067 6 32.0 400 178 22 5.1 0.6 0.033本专利技术所制备的聚合氯化铝硅絮凝剂适用于给、废水的除浊、脱色处理，尤其适合于低温低浊水的净化处理，具有比聚合氯化铝更优的混凝效能。应用实例之一将以上实例之二中制备的No.1～3聚合氯化铝硅絮凝剂产品用于高岭土浑浊水的混凝除浊处理，同时与聚合氯化铝作对比。原水浊度为70NTU，pH值7.38，水温13℃，处理结果列于表3。--> 表3聚合氯化铝硅的混凝除浊效果 No. 不同投药量(以Al3+的10-5mol/L计)下，处理后水的剩余浊度 (NTU) 2.0 4.0 6.0 8.0 10 1 26 7.7 3.2 2.6 1.9 2 24 9.1 4.3 2.7 1.6 3 28 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高效聚合氯化铝硅絮凝剂，其有效成份为：Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ ４～１７％（ｍ／ｖ），ＳｉＯ↓［２］ ０．５～３．０％（ｍ／ｖ）；碱化度为３０～７０％；密度１．１０～１．３０克／毫升；ｐＨ值１．３０～２．７０。
【技术特征摘要】
1一种高效聚合氯化铝硅絮凝剂，其有效成份为：Al2O3 4～17％(m/v)，SiO2 0.5～3.0％(m/v)；碱化度为30～70％；密度1.10～1.30克/毫升；pH值1.30～2.70。2如权利要求1所述聚合氯化铝硅絮凝剂的制备工艺，该工艺包括先将硅酸钠活化聚合，得到高聚合度的聚合硅酸；然后将聚合硅酸引入到聚合氯化铝中，最终得到稳定的聚合氯化铝硅絮凝剂。3按照权利要求2所述的制备工艺，其特征是硅酸钠为模数1.6～3.9的液体硅酸钠。4按照权利要求2所述的制备工艺，其特征是将硅酸钠活化至pH值1～2、SiO2浓度≤6.0％(m/v)的聚合硅酸，该聚合硅酸在室温(30-40℃)...
【专利技术属性】
技术研发人员：栾兆坤，宋永会，汤鸿霄，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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