聚硅酸铝铁的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种絮凝剂的合成工艺，具体为聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括原料选取、粉煤灰的焙烧、焙烧后的粉煤灰的处理、滤渣处理、炼铁废渣的酸浸液的制备、聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备和聚硅酸铝铁的制备。本发明专利技术由于选取了炼铁废渣和粉煤灰作为原料，所以使采用的合成工艺具有了常规合成工艺所不具有的特殊性，虽然工艺过程增加了几个步骤，但成品的合成时间却被大大地缩短了，同时为炼铁废渣和粉煤灰的回收利用提供了新的途径，提高了物质资源的综合利用率，更主要的是，降低了聚硅酸铝铁的生产成本和废水处理成本，延长了成品的保存时间，因此具有很强的技术效应和社会效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种絮凝剂的合成工艺，具体为聚硅酸铝铁的特殊合成工艺。
技术介绍
现有的聚硅酸铝铁的合成工艺包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；该合成工艺的合成时间长，制成的聚硅酸铝铁不易保存，通常在常温下，敞口保存只能保持七天左右不凝结，密闭保存也只能保持半个月左右不凝结，更主要的是，该合成工艺中所用的原料包括硅酸钠、硫酸铝、硫酸铁、氨水和硫酸，这些原料成本高，而目前在废水处理和电厂的硬水软化应用方面，聚硅酸铝铁的用量就达几百万吨之多，所以致使废水处理成本过高。
技术实现思路
本专利技术为了能够降低聚硅酸铝铁的生产成本，缩短聚硅酸铝铁的合成工艺的合成时间，提供了一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺。本专利技术所述
技术实现思路
是通过以下方式实现的一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；(1)原料选取所用原料及其重量百分比为Fe2O3含量为40％-50％的炼铁废渣20％-40％，Fe2O3含量为4％-10％、Al2O3含量为20％-30％、SiO2含量为40％-60％的粉煤灰60％-80％；(2)粉煤灰的焙烧将粉煤灰置于高温炉中，在800℃-850℃的条件下，焙烧4-12小时；(3)焙烧后的粉煤灰的处理将焙烧后的粉煤灰置于占未经焙烧的粉煤灰总重量的350％-400％的、由浓度为15％的HCl和浓度为25％的H2SO4组成的、配置比例各为50％的混合酸中，在80℃-90℃的条件下，浸渍1.5-2小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Al3+和Fe2+的含量，再将滤渣在100℃-200℃的条件下烘干备用；(4)滤渣处理将烘干后的滤渣用占烘干后的滤渣总重量的1000％-1500％的、浓度为20％的NaOH溶液，在155℃-165℃，压力为0.5-0.6MPa的条件下溶解，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的SiO32-浓度；(5)炼铁废渣的酸浸液的制备将炼铁废渣置于占炼铁废渣总重的200％-250％的、浓度为25％的H2SO4溶液中，在80℃-90℃的条件下，浸渍1.5-2小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Fe2+的含量；(6)聚合铝铁的制备将步骤(5)制取的滤液逐渐加入步骤(3)制取的滤液中，使所形成的混合液中的Al3+和Fe2+的摩尔比为1∶1，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3-4，然后继续搅拌2-2.5小时，再将混合液静置2-4小时，即得到聚合铝铁溶液；(7)聚合硅酸的制备将步骤(4)制取的滤液用去离子水稀释，使SiO32-浓度为8％--10％，再用25％的H2SO4将稀释后的滤液的PH值调节至2-3.5，在20℃的条件下静置2-4小时，即得到聚合硅酸溶液；(8)聚硅酸铝铁的制备将步骤(6)制取的聚合铝铁溶液加入步骤(7)制取的聚合硅酸溶液中，形成混合液，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3.5-4，在20℃的条件下静置2-3小时，即得到聚硅酸铝铁成品，然后将成品密闭包装。为了确保聚合硅酸的制备过程不发生凝胶现象，在步骤(7)中，可在搅拌的条件下，把稀释后的滤液往25％的H2SO4溶液中加，稀释后的滤液同25％的H2SO4溶液的重量比为1∶1。因为PH过高，就会诱发凝胶现象，所以如使反应始终在酸性条件下进行，就会避免凝胶现象的发生。本专利技术由于选取了炼铁废渣和粉煤灰作为原料，所以使采用的合成工艺具有了常规合成工艺所不具有的特殊性，所以同现有技术相比，虽然工艺过程增加了几个步骤，但成品的合成时间却被大大地缩短了，同时为炼铁废渣和粉煤灰的回收利用提供了新的途径，提高了物质资源的综合利用率，更主要的是，降低了聚硅酸铝铁的生产成本和废水处理成本，延长了成品的保存时间，因此具有很强的技术效应和社会效应。具体实施例方式实施例1一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；(1)原料选取所用原料及其重量百分比为Fe2O3含量为40％的炼铁废渣20％，Fe2O3含量为4％、Al2O3含量为20％、SiO2含量为40％的粉煤灰80％；(2)粉煤灰的焙烧将粉煤灰置于高温炉中，在800℃的条件下，焙烧4小时；(3)焙烧后的粉煤灰的处理将焙烧后的粉煤灰置于占未经焙烧的粉煤灰总重量的350％的、由浓度为15％的HCl和浓度为25％的H2SO4组成的、配置比例各为50％的混合酸中，在80℃的条件下，浸渍1.5小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Al3+和Fe2+的含量，再将滤渣在100℃的条件下烘干备用；(4)滤渣处理将烘干后的滤渣用占烘干后的滤渣总重量的1000％的、浓度为20％的NaOH溶液，在155℃，压力为0.5MPa的条件下溶解，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的SiO32-浓度；(5)炼铁废渣的酸浸液的制备将炼铁废渣置于占炼铁废渣总重的200％的、浓度为25％的H2SO4溶液中，在80℃的条件下，浸渍1.5小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Fe2+的含量；(6)聚合铝铁的制备将步骤(5)制取的滤液逐渐加入步骤(3)制取的滤液中，使所形成的混合液中的Al3+和Fe2+的摩尔比为1∶1，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3，然后继续搅拌2小时，再将混合液静置2小时，即得到聚合铝铁溶液；(7)聚合硅酸的制备将步骤(4)制取的滤液用去离子水稀释，使SiO32-浓度为8％，再用25％的H2SO4将稀释后的滤液的PH值调节至2，在20℃的条件下静置2小时，即得到聚合硅酸溶液；(8)聚硅酸铝铁的制备将步骤(6)制取的聚合铝铁溶液加入步骤(7)制取的聚合硅酸溶液中，形成混合液，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3.5，在20℃的条件下静置2小时，即得到聚硅酸铝铁成品，然后将成品密闭包装。实施例2一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；(1)原料选取所用原料及其重量百分比为Fe2O3含量为50％的炼铁废渣40％，Fe2O3含量为10％、Al2O3含量为30％、SiO2含量为60％的粉煤灰60％；(2)粉煤灰的焙烧将粉煤灰置于高温炉中，在850℃的条件下，焙烧12小时；(3)焙烧后的粉煤灰的处理将焙烧后的粉煤灰置于占未经焙烧的粉煤灰总重量的400％的、由浓度为15％的HCl和浓度为25％的H2SO4组成的、配置比例各为50％的混合酸中，在90℃的条件下，浸渍2小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Al3+和Fe2+的含量，再将滤渣在200℃的条件下烘干备用；(4)滤渣处理将烘干后的滤渣用占烘干后的滤渣总重量的1500％的、浓度为20％的NaOH溶液，在165℃，压力为0.6MPa的条件下溶解，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的SiO32-浓度；(5)炼铁废渣的酸浸液的制备将炼铁废渣置于占炼铁废渣总重的250％的、浓度为25％的H2SO4溶液中，在90℃的条件下，浸渍2小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Fe本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；其特征在于：（１）原料选取：所用原料及其重量百分比为：Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］含量为４０％－－５０％的炼铁废渣２０％－－４０％，Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］含量为４％－－１０％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］含量为２０％－－３０％、ＳｉＯ↓［２］含量为４０％－－６０％的粉煤灰６０％－－８０％；（２）粉煤灰的焙烧：将粉煤灰置于高温炉中，在８００℃－８５０℃的条件下，焙烧４－１２小时；（３）焙烧后的粉煤灰的处理：将焙烧后的粉煤灰置于占未经焙烧的粉煤灰总重量的３５０％－－４００％的、由浓度为１５％的ＨＣｌ和浓度为２５％的Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］组成的、配置比例各为５０％的混合酸中，在８０℃－９０℃的条件下，浸渍１．５－２小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Ａｌ↑［３＋］和Ｆｅ↑［２＋］的含量，再将滤渣在１００℃－２００℃的条件下烘干备用；（４）滤渣处理：将烘干后的滤渣用占烘干后的滤渣总重量的１０００％－－１５００％的、浓度为２０％的ＮａＯＨ溶液，在１５５℃－１６５℃，压力为０．５－０．６ＭＰａ的条件下溶解，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的ＳｉＯ↓［３］↑［２－］浓度；（５）炼铁废渣的酸浸液的制备：将炼铁废渣置于占炼铁废渣总重的２００％－－２５０％的、浓度为２５％的Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］溶液中，在８０℃－９０℃的条件下，浸渍１．５－２小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Ｆｅ↑［２＋］的含量；（６）聚合铝铁的制备：将步骤（５）制取的滤液逐渐加入步骤（３）制取的滤液中，使所形成的混合液中的Ａｌ↑［３＋］和Ｆｅ↑［２＋］的摩尔比为１∶１，再用固体Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］在搅拌的条件下，将混合液的ＰＨ值调节至３－４，然后继续搅拌２－２．５小时，再将混合液静置２－４小时，即得到聚合铝铁溶液；（７）聚合硅酸的制备：将步骤（４）制取的滤液用去离子水稀释，使ＳｉＯ↓［３］↑［２－］浓度为８％－－１０％，再用２５％的Ｈ↓［２］ＳＯ↓［４］将稀释后的滤液的ＰＨ值调节至２－３．５，在２０℃的条件下静置２－４小时，即得到聚合硅酸溶液；（８）聚硅酸铝铁的制备：将步骤（６）制取的聚合铝铁溶液加入步骤（７）制取的聚合硅酸溶液中，形成混合液，再用固体Ｎａ↓［２］ＣＯ↓［３］在搅拌的条件下，将混合液的ＰＨ值调节至３．...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱开金，李敏，薛笑莉，张翠梅，牛宇岚，
申请(专利权)人：华北工学院分院，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]