一种聚合氯化铝镁钛的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种聚合氯化铝镁钛的制备方法及应用。配制氯化铝溶液和氯化镁溶液，按照Mg/Al的摩尔比为0.1～0.6：1，将氯化铝和氯化镁溶液混合，得到氯化铝镁溶液，在冰箱中放置20～30min后取出，按照Ti/Al的摩尔比为0.1～0.6：1，将四氯化钛液体移液0.11～0.66mL于氯化铝镁溶液中，充分搅拌混合均匀，得到氯化铝镁钛溶液，向氯化铝镁钛溶液中逐滴加入浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，边滴加边搅拌混匀，滴加完毕后，恒温水浴持续搅拌，室温下避光熟化，即得到聚合氯化铝镁钛。本发明专利技术工艺简单，成本低，得到的复合高分子混凝剂对污染物有更好的电中和、吸附架桥作用，混凝效果更佳。

Preparation and application of poly aluminum magnesium chloride titanium

The invention relates to a preparation method and application of polyaluminium chloride magnesium titanium. Aluminum chloride solution and magnesium chloride solution are prepared. According to the molar ratio of Mg/Al to 0.1 ~ 0.6:1, aluminum chloride and magnesium chloride solution are mixed to get the solution of aluminum magnesium chloride. The solution is removed in the refrigerator for 20 to 30min, and the liquid ratio of four titanium chloride is 0.11 ~ 0.66mL in the magnesium chloride solution in accordance with the molar ratio of Ti/Al to 0.1 to 0.6:1. A solution of aluminum magnesium chloride and titanium chloride is obtained by mixing and mixing fully. In the solution of magnesium titanium chloride, a solution of sodium hydroxide is added to the solution of 2mol/L, and the side drops are stirred and mixed. After the drop is added, the constant temperature water bath is continuously stirred and the temperature is cured at room temperature, that is, the poly aluminum magnesium titanium is obtained. The invention has simple process and low cost, and the obtained composite polymer coagulant has better electric neutralization, adsorption and bridging effect on pollutants, and has better coagulation effect.

【技术实现步骤摘要】
一种聚合氯化铝镁钛的制备方法及应用
本专利技术涉及一种聚合氯化铝镁钛的制备方法及应用，属于水处理

技术介绍
工农业的迅速发展，人口剧增，人类赖以生存的水资源日渐贫乏，水资源危机日趋加剧。目前，水污染以及缺水问题越来越成为制约经济发展的重要因素。为了节约水资源，提高水的利用率，减轻和消除水污染对人类和环境造成的危害，必须加强水处理工作。在水污染控制、给水净化处理、污(废)水深度处理回用以及污泥脱水处理工艺技术中，混凝技术是应用最普遍的处理技术单元。混凝过程的行为和效果决定着后续水和废水处理流程的运行工况、出水水质和成本费用。混凝过程中投加的药剂称为混凝剂或絮凝剂，而混凝处理的效果关键取决于混凝剂的品质，因而研究与开发新型、高效的混凝剂是实现水处理过程优化的核心。传统的混凝剂通常是指铝盐和铁盐，如硫酸铝、三氯化铝、三氯化铁和硫酸铁等；无机高分子絮凝剂通常是Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基多核络合物或者羟基聚合物，如聚合铝，聚合铁，聚合硅酸等；它们都是Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)盐类水解时趋向氢氧化物沉淀的中间产物。但无机高分子絮凝剂其结构比较容易排列成有规则微晶型，自组装成为链状和分支状，也可以发挥比传统无机混凝剂更强的吸附架桥作用。无机高分子絮凝剂的优点在于它比传统絮凝剂效能更优异，比有机高分子絮凝剂价格低廉，但与有机高分子絮凝剂相比，无机高分子絮凝剂的分子量以及絮凝架桥能力相差很大，单独使用具有投加量大和产生的污泥量多等缺点。目前在混凝
，研制开发新型高效、无毒、价廉的混凝剂、絮凝剂成为一项迫切的任务。大量的工程实践表明，若把两种(类)或两种(类)以上的混凝剂或絮凝剂通过分别投加而进行复配使用，或在一定条件下通过混合或反应形成一种复合絮凝剂产品使用，则可实现优势互补，可提高水和废水的混凝处理效果、拓宽应用范围和降低处理成本。目前，在水和废水处理中，两种或两种以上混凝剂或絮凝剂进行复配使用已有大量的工程实践和应用实例，且已取得了良好的应用效果。由于复合混凝剂能克服使用单一絮凝剂的许多不足，在降低水处理成本的同时可提高絮凝性能，所以，复合絮凝剂的研发和应用就成为当前水和废水处理领域的热点问题之一，也是新型、高效和经济的絮凝剂的主要发展方向。无机复合高分子絮凝剂在水处理方面效果优异，较单一无机絮凝剂具有更好的絮凝效果和广阔的应用前景。为了进一步提高无机混凝剂的混凝效果和降低产品用量，研发制备一种新型高效的无机复合高分子混凝剂是必要的。通过大量研究和应用实践发现：若把铝盐和镁盐在加入四氯化钛的条件下发生共聚反应，通过形成具有协同增效作用可制备出具有更好混凝效果的无机高分子混凝剂产品。
技术实现思路
本专利技术针对现有的铝系混凝剂作为污水处理药剂时，药剂投加量大，污水处理的效果不明显，产生的絮体较脆弱，在水体受到扰动时容易破碎，沉降速度较小、残余铝对人体健康存在较大威胁等问题，提供一种聚合氯化铝镁钛(PCAMT)无机复合高分子混凝剂及其制备与应用，得到具有良好混凝效果的无机复合高分子混凝剂。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚合氯化铝镁钛的制备方法，其为以下步骤：(1)取六水合氯化铝加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，配制成浓度为0.1～0.3mol/L的氯化铝溶液，取六水合氯化镁加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，配制成浓度为0.05～0.2mol/L的氯化镁溶液；(2)按照Mg/Al的摩尔比为0.1～0.6：1，将步骤(1)所得氯化铝和氯化镁溶液混合，得到氯化铝镁溶液，置于冰箱中，在温度为-20～5℃中放置20-30min后取出，按照Ti/Al的摩尔比为0.1～0.6：1，将四氯化钛液体移液0.11～0.66mL于氯化铝镁溶液中，充分搅拌混合均匀，得到氯化铝镁钛溶液；(3)按照n(OH)/n(Al+Mg+Ti)的摩尔比为0.2～1.2：1，向氯化铝镁钛溶液中逐滴加入浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，边滴加边搅拌混匀，滴加完毕后，恒温水浴持续搅拌1.5～2h,水浴温度为30～80℃，然后放置室温下避光熟化12～24h，即得到聚合氯化铝镁钛。所述氯化铝的纯度≥97％，氯化镁的纯度≥98％，四氯化钛液体的含量≥99％。所述步骤(2)中氯化铝镁溶液制备过程中，氯化铝和氯化镁溶液混合时搅拌速度为200～400r/min，四氯化钛液体与氯化铝镁溶液混合过程，搅拌速度为100～300r/min。所述步骤(3)中，氢氧化钠溶液加入时间为30～80min，滴加完毕终点pH为5.5～6.5。聚合氯化铝镁钛为无机复合高分子混凝剂，应用于给水、城市污水、造纸废水和纺织印染废水领域，用于给水、城市污水的水处理药剂时，聚合氯化铝镁钛无机复合高分子混凝剂投加量为4～20mg/L，适用的pH值为6～9；用于造纸废水和纺织印染废水的水处理药剂时，聚合氯化铝镁钛无机复合高分子混凝剂投加量为4～25mg/L，适用的pH值为5～9。在处理给水或城市污水时，预先用酸碱将水体的pH调节为6～9，将聚合氯化铝镁钛均匀加入水体中并搅拌，搅拌速度为50～300r/min，维持温度为40～65℃，停留时间20～45min；在处理造纸废水或纺织印染废水时，预先用酸碱将水体pH调节为5～9，将聚合氯化铝镁钛均匀加入水体中并搅拌，搅拌速度为50～400r/min，维持温度为40～65℃，停留时间20～45min。本专利技术的聚合氯化铝镁钛(PCAMT)无机复合高分子混凝剂与现有的技术相比具有如下的优良效果：(1)本专利技术的聚合氯化铝镁钛(PCAMT)无机复合高分子混凝剂，是以氯化铝、氯化镁和四氯化钛为原料，采用将氢氧化钠(NaOH)溶液滴加到氯化铝、氯化镁和四氯化钛混合的水溶液中的方法制备聚合氯化铝镁钛(PCAMT)。该复合高分子混凝剂产品具有稳定性能好，对胶体颗粒吸附架桥能力强、混凝效果好、适用范围广、出水pH接近中性，方便后续处理等优点。(2)本专利技术的聚合氯化铝镁钛(PCAMT)无机复合高分子混凝剂与聚合氯化铝(氯化铝)混凝剂相比，引入了氯化镁和四氯化钛，镁盐作为水处理剂，具有絮体形成快、颗粒大且密实、絮体沉降速度快、除浊和脱色效果好等优点。钛离子水解产生的四价络合物[TiO4]n中所含的Ti-O-Ti键，使得形成更多的链网状结构，从而提高混凝过程中的卷扫网捕作用，使得复合高分子混凝剂对污染物有更好的电中和、吸附架桥作用，混凝效果更佳。(3)本专利技术的聚合氯化铝镁钛(PCAMT)无机复合高分子混凝剂，由于在氯化铝、氯化镁和四氯化钛的混合溶液中加入了氢氧化钠(NaOH)溶液，对四氯化钛进行了碱化，使四氯化钛预水解，从而在一定程度上缓解其强烈的水解作用，对混凝出水的后续处理具有重要意义。(4)本专利技术制备方法简单，工艺流程短，且得到的产品应用于给水、城市污水、造纸废水和纺织印染废水领域，应用领域广，投加量少，成本低且效果好。具体实施方式现在结合实施例具体对本专利技术作进一步详细的说明。一种聚合氯化铝镁钛的制备方法，其为以下步骤：(1)取六水合氯化铝加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，配制成浓度为0.1～0.3mol/L的氯化铝溶液，取六水合氯化镁加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，配制成浓度为0.05～0.2mol/L的氯化镁溶液；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合氯化铝镁钛的制备方法，其特征在于，为以下步骤：(1)取六水合氯化铝加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，配制成浓度为0.1～0.3mol/L的氯化铝溶液，取六水合氯化镁加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，配制成浓度为0.05～0.2mol/L的氯化镁溶液；(2)按照Mg/Al的摩尔比为0.1～0.6：1，将步骤(1)所得氯化铝和氯化镁溶液混合，得到氯化铝镁溶液，置于冰箱中，在温度为‑20～5℃中放置20～30min后取出，按照Ti/Al的摩尔比为0.1～0.6：1，将四氯化钛液体移液0.11～0.66mL于氯化铝镁溶液中，充分搅拌混合均匀，得到氯化铝镁钛溶液；(3)按照n(OH)/n(Al+Mg+Ti)的摩尔比为0.2～1.2：1，向氯化铝镁钛溶液中逐滴加入浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，边滴加边搅拌混匀，滴加完毕后，恒温水浴持续搅拌1.5～2h，水浴温度为30～80℃，然后放置在室温下避光熟化12～24h，即得到聚合氯化铝镁钛。

【技术特征摘要】
1.一种聚合氯化铝镁钛的制备方法，其特征在于，为以下步骤：(1)取六水合氯化铝加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，配制成浓度为0.1～0.3mol/L的氯化铝溶液，取六水合氯化镁加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，配制成浓度为0.05～0.2mol/L的氯化镁溶液；(2)按照Mg/Al的摩尔比为0.1～0.6：1，将步骤(1)所得氯化铝和氯化镁溶液混合，得到氯化铝镁溶液，置于冰箱中，在温度为-20～5℃中放置20～30min后取出，按照Ti/Al的摩尔比为0.1～0.6：1，将四氯化钛液体移液0.11～0.66mL于氯化铝镁溶液中，充分搅拌混合均匀，得到氯化铝镁钛溶液；(3)按照n(OH)/n(Al+Mg+Ti)的摩尔比为0.2～1.2：1，向氯化铝镁钛溶液中逐滴加入浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，边滴加边搅拌混匀，滴加完毕后，恒温水浴持续搅拌1.5～2h，水浴温度为30～80℃，然后放置在室温下避光熟化12～24h，即得到聚合氯化铝镁钛。2.如权利要求1所述的一种聚合氯化铝镁钛的制备方法，其特征在于，所述氯化铝的纯度≥97％，氯化镁的纯度≥98％，四氯化钛液体的含量≥99％。3.如权利要求1所述的一种聚合氯化铝镁钛的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中氯化铝镁溶液制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，赵冬琴，张艳君，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43