一种多元复合型絮凝剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及絮凝剂技术领域，具体涉及一种多元复合型絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：对硅藻土煅烧、活化处理，然后进行插层处理，得插层改性硅藻土；将硅酸镁铝、硅烷偶联剂、N‑羟乙基丙烯酸胺进行复合，得到改性硅酸镁铝；将改性硅酸镁铝与四氯化硅复合，得到复合体系A；向复合体系A中加入插层改性硅藻土，造粒得到复合絮凝剂。本发明专利技术的多元复合型絮凝剂中含有阴阳离子基团，具有两性特征，不仅提高了絮凝剂的絮凝性能，在对废水中污染物进行絮凝后，能够形成大分子网络的大絮凝体，具有絮凝效果好，且絮凝剂能够重复利用，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种多元复合型絮凝剂的制备方法
本专利技术涉及絮凝剂
，具体涉及一种多元复合型絮凝剂的制备方法。
技术介绍
近年来，经济飞速发展，工业开发迅猛，水源污染日趋严重；而水是人类生存的基本需求。饮用水的安全保障工作早已引起国家高度重视。2007年7月1日，国家新修订的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)将饮用水指标由原来的35项大幅增加到106项，部分指标的限值也更加严格。此外，2008年6月25日，国家又发布了11项包括制浆造纸、电镀、发酵等在内的新的更为严格的行业排放标准。这对于保障人民的饮水健康、提升人民生活质量具有重要现实意义。其中絮凝是水处理的第一步，也是最为关键的工序之一，而絮凝剂的选择直接决定了絮凝效果的好坏，也是絮凝法水处理技术的关键和核心基础。铝系絮凝剂是用于水、废水处理最普遍的絮凝剂，聚铝、聚合硅酸铝类絮凝剂的开发，又使铝盐絮凝剂的应用进一步发展。迄今为止自来水工业普遍采用铝盐絮凝剂，国内现有生产方法制得的饮用水铝含量比原水一般高出1～2倍，这对人体可能构成一定的不良影响。我国南方等地酸雨现象比较突出，酸雨可以使工业含铝污泥和土壤中的铝转变为可溶解性铝，从而带来对作物的毒害及水体的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种高效环保的多元复合型絮凝剂的制备方法，该具有良好的絮凝作用，且不会造成二次污染。为了实现上述目的，本专利技术提供一种多元复合型絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：(1)硅藻土的改性处理：将硅藻土煅烧后，进行酸活化处理，得到改性硅藻土；将改性硅藻土、氯乙酸、壳聚糖在40～80℃下反应2～6h后，加入丙烯酰胺和引发剂在乙醇中混合均匀，然后在80～100℃下加热回流2～5h，得到插层改性硅藻土；(2)将硅酸镁铝、硅烷偶联剂在120～130℃保温搅拌15～30min，再加入羟乙基丙烯酸胺，继续搅拌2～5h后自然冷却至室温，加入2～3倍量的去离子水，并在室温下陈化5～8h，得到改性硅酸镁铝A；(3)将改性硅酸镁铝A加入水搅拌制成悬浊液，然后加入四氯化硅废液，搅拌30～50min后，在85～105℃下反应4～6h，得到改性硅酸镁铝B；(4)向改性硅酸镁铝B中加入插层改性硅藻土，再在搅拌的条件下喷入乙二醇二缩水甘油醚的乙醇溶液，混合均匀后经自动制丸机造粒，得到所述的多元复合型絮凝剂。本专利技术还提供一种多元复合型絮凝剂，由以下重量份的物质制成：硅藻土80～150重量份、壳聚糖3～15重量份、氯乙酸3～15重量份、丙烯酰胺5～15重量份、引发剂1～5重量份、硅酸镁铝20～40重量份、四氯化硅废液10～20重量份、硅烷偶联剂3～8重量份、羟乙基丙烯酸胺2～10重量份、乙二醇二缩水甘油醚30～60重量份。优选条件下，所述多元复合型絮凝剂，由以下重量份的物质制成：硅藻土90～120重量份、壳聚糖8～12重量份、氯乙酸8～12重量份、丙烯酰胺8～12重量份、引发剂1～5重量份、硅酸镁铝25～30重量份、四氯化硅废液12～15重量份、硅烷偶联剂3～8重量份、羟乙基丙烯酸胺3～8重量份、乙二醇二缩水甘油醚40～50重量份。进一步优选的，所述多元复合型絮凝剂，由以下重量份的物质制成：硅藻土100重量份、壳聚糖10重量份、氯乙酸10重量份、丙烯酰胺5重量份、引发剂3重量份、硅酸镁铝25重量份、四氯化硅废液12重量份、硅烷偶联剂5重量份、羟乙基丙烯酸胺5重量份、乙二醇二缩水甘油醚45重量份。本专利技术中首先采用氯乙酸和壳聚糖对硅藻土进行插层改性，在硅藻土层间生成羧甲基壳聚糖，羧甲基壳聚糖与丙烯酰胺和引发剂进一步反应，在硅藻土层间制备得到接枝型两性壳聚糖；它兼具有羧甲基壳聚糖和聚丙烯酰胺的双重特点；并且两者间通过化学键链接，提高了壳聚糖分子量，增强了其黏结架桥絮凝作用，还进一步改善了壳聚糖的水溶性；此外，由于壳聚糖糖环氨基上易于带阳离子正电荷，而羧基又带有阴离子负电荷，可适于处理带有不同电荷的水体，具有良好的抗盐性能；而且其适用范围也广，酸性介质、碱性介质中均可使用，适应的pH值范围宽。由于壳聚糖为生物可降解材料，具有无毒性，无二次污染等特点。优选条件下，所述引发剂选自偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺中的至少一种。优选的，所述硅藻土、壳聚糖和丙烯酰胺的重量比为(9～20):(0.3～2):1，更优选的，所述硅藻土、壳聚糖和丙烯酰胺的重量比为10:1:1。所述氯乙酸和壳聚糖的重量比为1:1。通过对硅酸镁铝进行表面的复合改性，在其表面形成聚合物，生成双层多元复合型絮凝剂，提高了絮凝剂对污水中悬浮物的絮凝效果；然后再与四氯化硅废液进一步反应，利用四氯化硅残液水解产生的大量盐酸和硅酸，在双层多元复合型絮凝剂表面生成少量的聚合氯化硅酸铝，得到复合改性的硅酸镁铝，进一步提高了絮凝剂的絮凝效果，此外，由于包覆作用，降低了硅藻土中游离铝的含量。优选条件下，所述硅酸镁铝与所述四氯化硅废液的重量比为2:1。优选条件下，所述硅烷偶联剂选自氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、2-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、脲丙基三乙氧基硅烷及脲丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。将插层改性的硅藻土与复合改性的硅酸镁铝B复合并造粒，得到的多元复合型絮凝剂对污水中的悬浮物具有优异的絮凝效果，并且与常规无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂相比，在低用量时即可表现出较好的絮凝效果；并且，使用过的多元复合型絮凝剂在冲洗后可将凝聚的悬浮物去除，然后二次投入使用。优选条件下，所述硅藻土与所述硅酸镁铝的重量比为(3～5):1。优选条件下，所述硅酸镁铝中氧化铝的含量大于30％。本专利技术对四氯化硅废液中四氯化硅的浓度没有特殊的要求，例如可以为所述四氯化硅废液中四氯化硅的浓度为50～60wt％。为了提高硅藻土的絮凝效果，本专利技术对硅藻土进行煅烧处理，优选条件下，在步骤(1)中，所述硅藻土的煅烧温度为300～450℃，煅烧时间为2～5h。接着对其进行酸活化处理，提高硅藻土的活性，所述的酸性溶液可以为本领域技术人员所熟知的，例如盐酸、硝酸、硫酸中的一种，具体的，如选用浓度在1～2.5mol/L的盐酸溶液。通过上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：1、本专利技术的多元复合型絮凝剂含有阴阳离子基团，具有两性特征，不仅提高了材料的絮凝性能，在对废水中污染物进行絮凝后，能够形成大分子网络的大絮凝体，具有絮凝效果好，且絮凝剂能够重复利用，成本低；2、本专利技术以硅藻土为主原料，成本性价比高，材料来源广泛；3、通过本专利技术的工艺制备的絮凝剂，降低了水中游离金属离子的浓度，安全性高；4、本专利技术的絮凝剂为颗粒状，稳定好，储存时间长；5、本专利技术的改性硅藻土复合絮凝剂的粒径可以在较宽的pH范围内使用、适用范围广。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多元复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)硅藻土的改性处理：将硅藻土煅烧后，进行酸活化处理，得到改性硅藻土；将改性硅藻土、氯乙酸、壳聚糖在40～80℃下反应2～6h后，加入丙烯酰胺和引发剂在乙醇中混合均匀，然后在80～100℃下加热回流2～5h，得到插层改性硅藻土；(2)将硅酸镁铝、硅烷偶联剂在120～130℃保温搅拌15～30min，再加入羟乙基丙烯酸胺，继续搅拌2～5h后自然冷却至室温，加入2～3倍量的去离子水，并在室温下陈化5～8h，得到改性硅酸镁铝A；(3)将改性硅酸镁铝A加入水搅拌制成悬浊液，然后加入四氯化硅废液，搅拌30～50min后，在85～105℃下反应4～6h，得到改性硅酸镁铝B；(4)向改性硅酸镁铝B中加入插层改性硅藻土，再在搅拌的条件下喷入乙二醇二缩水甘油醚的乙醇溶液，混合均匀后经自动制丸机造粒，得到所述的多元复合型絮凝剂。

【技术特征摘要】
1.一种多元复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)硅藻土的改性处理：将硅藻土煅烧后，进行酸活化处理，得到改性硅藻土；将改性硅藻土、氯乙酸、壳聚糖在40～80℃下反应2～6h后，加入丙烯酰胺和引发剂在乙醇中混合均匀，然后在80～100℃下加热回流2～5h，得到插层改性硅藻土；(2)将硅酸镁铝、硅烷偶联剂在120～130℃保温搅拌15～30min，再加入羟乙基丙烯酸胺，继续搅拌2～5h后自然冷却至室温，加入2～3倍量的去离子水，并在室温下陈化5～8h，得到改性硅酸镁铝A；(3)将改性硅酸镁铝A加入水搅拌制成悬浊液，然后加入四氯化硅废液，搅拌30～50min后，在85～105℃下反应4～6h，得到改性硅酸镁铝B；(4)向改性硅酸镁铝B中加入插层改性硅藻土，再在搅拌的条件下喷入乙二醇二缩水甘油醚的乙醇溶液，混合均匀后经自动制丸机造粒，得到所述的多元复合型絮凝剂。2.根据权利要求1所述的多元复合型絮凝剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述硅藻土的煅烧温度为300～450℃，煅烧时间为2～5h。3.根据权利要求1所述的多元复合型絮凝剂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭常青，吴学军，
申请(专利权)人：安徽乐金环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34