專利名稱：高濃度聚合鋁硅絮凝劑及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高濃度聚合鋁硅絮凝劑及其制備工藝，屬于水處理領(lǐng)域中無機(jī)高分子絮凝劑的合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在水處理工藝中，混凝沉淀是應(yīng)用最普遍的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)之一，混凝處理效果的好壞取決于混凝劑的品質(zhì)，研制開發(fā)新型、高效、無毒、廉價(jià)的無機(jī)高分子混凝劑是當(dāng)前國內(nèi)外水處理界廣泛關(guān)注的重要課題之一。
目前在國內(nèi)外給水及廢水混凝處理中，鋁鹽是技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的無機(jī)混凝劑，然而在使用過程中給環(huán)境造成的二次污染也越來越引起人們的重視。有關(guān)研究表明，老年癡呆癥與廣泛使用無機(jī)聚合氯化鋁絮凝劑有關(guān)，參見黃國偉，康靜，張文治等，氟鋁聯(lián)合對體外人胚大腦神經(jīng)細(xì)胞的毒性作用的研究，環(huán)境與健康雜志，1999，16(4)196～198。因此對鋁鹽系列混凝劑的研制和應(yīng)用提出了更高的要求，需要在新的制備工藝及配方下研制開發(fā)出高效、低殘留鋁含量的新型鋁鹽無機(jī)高分子混凝劑。聚合鋁硅絮凝劑正是應(yīng)這一要求而開發(fā)出的一類新型鋁硅復(fù)合無機(jī)高分子混凝劑。目前，鋁、硅復(fù)合型絮凝劑主要可歸為兩大類一類是美國專利US Patent4923629、中國專利CN1069470A、CN1197038A所報(bào)道的硅、鋁絮凝劑制備方法，實(shí)質(zhì)上是由活化硅酸與傳統(tǒng)鋁鹽的混合調(diào)制而成，它雖比傳統(tǒng)鋁鹽凝聚劑具有更好的混凝效能，但鋁的有效濃度低，穩(wěn)定性相對也較差；另一類是聚合硅硫酸鋁，美國專利US Patent4981675、中國專利CN1042340A、CN1082006A、CN1299783A均報(bào)道了其制備工藝，這種聚合硅硫酸鋁雖具有優(yōu)良的混凝效能，但其制備工藝復(fù)雜，原料品質(zhì)要求嚴(yán)，制備成本高。此外，中國專利CN1049323A、CN1050708A、CN1059505A、CN1067031A還報(bào)道了以鋁礬土、廢鋁屑等含鋁粗制原料制備的鋁硅復(fù)合型絮凝劑的工藝，但其產(chǎn)品有效濃度低、雜質(zhì)多且含量高、穩(wěn)定性也相對較差，質(zhì)量難以保證。綜觀上述關(guān)于聚合鋁硅的制備工藝，均是采用了復(fù)合法。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種高濃度聚合鋁硅絮凝劑及其制備工藝。
高濃度聚合鋁硅絮凝劑，其有效成分為含Al2O3+SiO2的重量百分比為12％，按Al2O3的重量百分含量計(jì)為10～11％，堿化度B＝1.0～2.0，Al/Si摩爾比為10～30，pH2.0～3.5。
本發(fā)明以AlCl3·6H2O和聚硅酸作為主要原料，采用共聚法工藝，獲得了高濃度、高儲(chǔ)存穩(wěn)定性的聚合鋁硅絮凝劑。采用聚硅酸的分子量為105-106道爾頓。
所述的共聚法工藝是取定量的AlCl3·6H2O固體，按Al/Si的摩爾比10～30加入聚硅酸，然后加入Na2CO3至堿化度B＝1.0～2.0，共聚制得高濃度聚合鋁硅絮凝劑，產(chǎn)品的有效濃度為按Al2O3+SiO2的重量百分含量計(jì)12％，按Al2O3的重量百分含量計(jì)10～11％。，密度大于1.1g/ml。
本發(fā)明的高濃度聚合鋁硅絮凝劑適用于給水凈化、廢水處理過程中的除濁、除油、脫色以及其它固液分離過程。
本發(fā)明的聚合鋁硅絮凝劑與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)良效果本發(fā)明的高濃度聚合鋁硅絮凝劑的優(yōu)良效果如下1.主要解決了在水處理中普遍應(yīng)用的聚合氯化鋁絮凝劑存在的高殘留鋁問題，高濃度聚合鋁硅絮凝劑的殘余鋁量為0.15～0.19mg/L，而現(xiàn)有的聚合鋁的殘余鋁量為0.23～0.27mg/L；2.主要解決了常規(guī)合成的聚合鋁硅絮凝劑有效成分含量低、穩(wěn)定性差等問題，本發(fā)明高濃度聚合鋁硅絮凝劑的有效成分百分含量為12％，現(xiàn)有的聚合氯化鋁有效成分為10％以下；3.本發(fā)明以工業(yè)的AlCl3·6H2O和聚硅酸溶液作為主要生產(chǎn)原料，采用共聚法工藝生產(chǎn)制備的高濃度聚合鋁硅絮凝劑，具有生產(chǎn)工藝簡捷、經(jīng)濟(jì)、適用等特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限于此。
實(shí)施例1高濃度聚合鋁硅絮凝劑，有效成分為含Al2O3+SiO2的重量百分比為12％，按Al2O3的重量百分含量計(jì)為10.5％，堿化度B＝1.5，Al/Si摩爾比為20，pH2.5，密度1.15g/ml。制備方法如下取定量的AlCl3·6H2O固體，按Al/Si的摩爾比20加入聚硅酸，聚硅酸的分子量為105-106道爾頓。然后加入Na2CO3，其摩爾數(shù)與AlCl3之比為1.5，至堿化度B＝1.5，共聚制得高濃度聚合鋁硅絮凝劑，制得產(chǎn)品的有效濃度為按Al2O3+SiO2的重量百分含量計(jì)12％，按Al2O3的重量百分含量計(jì)10.5％。
實(shí)施例2高濃度聚合鋁硅絮凝劑，有效成分為含Al2O3+SiO2的重量百分比為12％，按Al2O3的重量百分含量計(jì)為11％，堿化度B＝2，Al/Si摩爾比為30，pH3.5，密度1.2g/ml。制備方法如下取定量的AlCl3·6H2O固體，按Al/Si的摩爾比30加入聚硅酸，然后加入Na2CO3，其摩爾數(shù)與AlCl3之比為2.0，至堿化度B＝2，采用共聚法工藝制得高濃度聚合鋁硅絮凝劑，制得產(chǎn)品的有效濃度為按Al2O3+SiO2的重量百分含量計(jì)12％，按Al2O3的重量百分含量計(jì)11％。
本發(fā)明所制備的聚合鋁硅絮凝劑適用于給、廢水的除濁、脫色處理，具有比聚合氯化鋁更優(yōu)的混凝效能。
應(yīng)用實(shí)例之一將以上實(shí)施例1、2制備的No.1、2聚合鋁硅絮凝劑產(chǎn)品用于高嶺土混濁水的混凝除濁處理，同時(shí)與聚合氯化鋁作對比。原水濁度為78NTU，pH值7.2，水溫14℃，處理結(jié)果列于表1。
表1聚合鋁硅的混凝除濁效果
從以上處理結(jié)果可見，聚合鋁硅絮凝劑的混凝除濁效果明顯優(yōu)于聚合氯化鋁絮凝劑。
應(yīng)用實(shí)例之二將以上實(shí)施例1、2制備的No.1、2聚合鋁硅絮凝劑產(chǎn)品用于含腐植酸的有色水的混凝除濁脫色處理，同時(shí)與聚合氯化鋁絮凝劑作對比。原水色度以370nm吸光值表示，其值為0.175。pH值7.30，水溫14℃，處理結(jié)果列于表2。
表2聚合鋁硅的混凝脫色效果
從以上處理結(jié)果可見，聚合鋁硅絮凝劑的混凝脫色效能也明顯優(yōu)于聚合氯化鋁絮凝劑。
權(quán)利要求
1.一種高濃度聚合鋁硅絮凝劑，其特征在于其有效成分為含Al2O3+SiO2的重量百分比為12％，按Al2O3的重量百分含量計(jì)為10～11％，堿化度B＝1.0～2.0，Al/Si摩爾比為10～30，pH2.0～3.5。
2.一種權(quán)利要求1所述高濃度聚合鋁硅絮凝劑的制備方法，其特征在于，以AlCl3·6H2O和聚硅酸作為主要原料，采用共聚法工藝制得高濃度聚合鋁硅絮凝劑，所述聚硅酸的分子量為105-106道爾頓。
3.如權(quán)利要求2所述高濃度聚合鋁硅絮凝劑的制備方法，其特征在于，所述的共聚法工藝是取定量的AlCl3·6H2O固體，按Al/Si的摩爾比10～30加入聚硅酸，然后加入Na2CO3，其摩爾數(shù)與AlCl3之比為1～2，至堿化度B＝1.0～2.0，制得高濃度聚合鋁硅絮凝劑。
4.權(quán)利要求1的聚合鋁硅絮凝劑的應(yīng)用，其特征在于用于給水凈化、廢水處理過程中的除濁、除油、脫色以及固液分離。
全文摘要
高濃度聚合鋁硅絮凝劑及其制備工藝，屬于水處理領(lǐng)域中新型無機(jī)高分子絮凝劑的合成技術(shù)領(lǐng)域。其有效成分為含Al
文檔編號C02F1/52GK1556047SQ20031011455
公開日2004年12月22日 申請日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者高寶玉, 岳欽艷, 王曙光 申請人:山東大學(xué)