專利名稱：改性高聚合硅酸的制取及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水化學處理用的助凝劑制取方法及其在水處理中的應用。
日本專利JP276688/86公開一種水化學處理方法及其絮凝劑。利用高聚合硅酸與少量金屬鹽一起作為一種絮凝劑用于水的凈化處理，能夠形成很大的絮狀物并且速度快，能夠在較寬的溫度和PH值范圍內實現(xiàn)絮凝，是一種即無害又便宜的水化學處理方法。但是其不足在于，高聚合硅酸溶液在中性狀態(tài)其聚合反應仍是處于不斷進行之中的，如不給予控制經(jīng)過不太長時間就成為凝膠體而喪失其做為助凝劑的作用。該文提出了一種延長聚合硅酸變?yōu)槟z體時間的方法，但也是一種權宜之計，形成凝膠體時間最大到120小時，沒從根本上解決制備這一難題，嚴重影響著高聚合硅酸在水處理中的應用。
本發(fā)明目的在于針對上述高聚合硅酸制備過程中存在的不足提供一種具有很長保存期的高效助凝劑-改性高聚合硅酸的制備方法及其在處理中的應用。
本發(fā)明提出了一種方法，從根本上改變了高聚合硅酸的性質和分子團的結構，使其分子改變?yōu)殛幮源蠓肿訄F從而達到穩(wěn)定狀態(tài)，這種改性高聚合硅酸制取方法包括首先用酸酸化處理硅酸鈉水溶液生成聚合硅酸，當聚合硅酸的吸光度為55～45時再加入酸調節(jié)PH值，當溶液的PH值在2以下時，形成含過量的聚合硅酸溶液，再加入阻聚劑，形成改性高聚合硅酸溶液成為助凝劑。其阻凝劑是一種金屬鹵化物，其金屬可以為鉀(K)，鈉(Na)，鐵(Fe)，鈣(Ga)，銅(Cu)，鋅(Zn)，鈷(Co)，鎂(Mg)，鋁(Al)，鉛(Pb)和錫(Sn)之中的一種，所述的阻聚劑的鹵素為氟(F)，氯(Cl)，溴(Br)和碘(I)之中的一種。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在高聚硅酸中加入少量的金屬鹵化物，可以近乎中斷聚合硅酸的聚合反應。這種改性高聚合硅酸可以長期的穩(wěn)定在某一理想的聚合度狀態(tài)。從而使聚合硅酸在水凈化處理應用中成為可行，解決了實際應用中的最大技術障礙。特別是在低溫低濁水中的應用取得突破性的進展，解決了長期以來難以解決的低濁水處理問題。
聚合硅酸是由水玻璃通過酸化處理而制取的，水玻璃是一種硅酸鈉水溶液，用酸對硅酸鈉水溶液進行酸化處理，由于其加酸量不同，聚合硅酸聚合速度相差很大。酸化度大，聚合速度快，變成凝膠體時間短，反之亦然。一般酸化速度為120%～158%之間。本方法中阻聚劑添加量應掌握在所加入的阻聚劑中鹵素的量與形成的改性高聚合硅酸中硅的摩爾比為1∶20～1∶30。
改性高聚硅酸用作水化學處理的助凝劑主要起骨架作用，同無機或有機混凝劑按次序加入待處理水中。攪拌混合液，水中雜質凝聚并沉淀。本助凝劑必須在有機絮凝劑或無機絮凝劑之后間隔一段時間再投助凝劑。一般來說間隔一段時間比較好，因為投入絮凝劑以后形成一定的礬花再加入助凝劑其吸附架橋效果更為明顯。
本發(fā)明從改變聚合硅酸的性質和分子結構上入手，加入阻聚劑使聚合硅酸改性從而達到穩(wěn)定狀態(tài)，保存期達半年以上。本發(fā)明用于生活飲用水，工業(yè)用水等方面具有投藥量小，成本低，凈水效果好等優(yōu)點。
為了使本專業(yè)技術人員更好的理解本發(fā)明的內容，下面通過一些實施例加以詳述選用高模數(shù)水玻璃，模數(shù)為3.0～3.9，比重為34°～40°波美度。取一公斤硅合量為1.3%的水玻璃溶液，按酸化度145%加入3%的硫酸，在20℃室溫下均勻攪拌10分鐘其吸光度為52時再加入3%的硫酸溶液調節(jié)PH值為1.5。再加入1ml10%的氯化鈉水溶液，攪拌均勻即為本發(fā)明所述的改性高聚合硅酸，可直接用于凈水用的助凝劑。
實驗一向每一升待處理水中加入2ml1%的硫酸鋁，加入不同量的改性高聚硅酸做混凝實驗。原水濁度為20°，水溫0℃，快速300轉/分，攪拌1分鐘，慢速50轉/分攪拌3分鐘，靜止16分鐘，測其出水情況混凝效果實驗
從以上混凝實驗可知改性高聚合硅酸對低溫低濁水的混凝效果是十分明顯的。
實驗二對于高溫高濁水，改性高聚合硅酸同樣具有顯著的效果，并且能夠節(jié)省很大藥量。
取原水其濁度為400°，水溫20℃，向每一升待處理水中加入改性高聚合硅酸，觀察其效果，條件與實驗一相同。
高溫高濁水混凝效果實驗
從以上實驗可以看出，高聚合硅酸對于高溫高濁水其效果是十分明顯的，可節(jié)約投藥30%～50%，其經(jīng)濟效益是十分可觀的。
實驗三聚合度對助凝效果的影響對不同的聚合度，改性聚合硅酸對混凝的影響是不同的。
條件與實驗一相同，高聚硅投加量1%，0.2ml，硫酸鋁投加量為20mg/l。
實驗證明當聚合度為55～45時混凝效果很好，聚合度過大，效果反而不好，原因在于聚合硅酸本身接近于凝膠團，不利于吸咐架橋。聚合度過小，分子量太小，同樣不利于架橋做用。
實驗四保存時間效果實驗
權利要求
1.一種水處理用的助凝劑改性高聚合硅酸的制取方法，包括以下步驟首先酸化處理硅酸鈉水溶液生成聚合硅酸，當所述的聚合硅酸溶液的吸光度在55～45時加入酸，均勻混合至溶液PH值為2以下，在上述含過量H的聚合硅酸溶液中再加入一種阻聚劑混合均勻，所述的阻聚劑是一種金屬鹵化物。
2.如權利要求1所述的改性高聚合硅酸的制取方法，其特征在于所述的阻聚劑金屬鹵化物中其金屬為鉀(K)，鈉(Na)，鐵(Fe)，鈣(Ga)，銅(Cu)，鋅(Zn)，鈷(Co)，鎂(Mg)，鋁(Al)，鉛(Pb)，和錫(Sn)中的一種;
3.如權利要求2所述的改性高聚合硅酸的制取方法，其特征在于所述的阻聚劑金屬鹵化物中的鹵素為氟(F)，氯(Cl)，溴(Br)和碘(I)中的一種;
4.如權利要求1所述的改性高聚合硅酸的制取方法，其特征在于所述的酸化處理硅酸鈉水溶液，其酸化度為120%～158%;
5.如權利要求1.2.3.4.所述的改性高聚合硅酸的制取方法，其特征在于所述的含過量的聚合硅酸溶液中所加入的阻聚劑的量，其鹵素的量與改性聚合硅酸中的硅的摩爾比為1∶20-1∶30范圍內選擇;
6.改性高聚合硅酸在水處理中的應用，改性高聚合硅酸在水處理中用做助凝劑或助濾劑，它與其它各種混凝劑包括有機混凝劑和無機混凝劑配合使用。當向待處理水中加入上述混凝劑和高聚合硅酸時攪拌上述混合液，水中雜質凝聚并沉淀;
7.如權利要求6所述改性高聚合硅酸在水處理中的應用，其特征在于所述的高聚合硅酸做助凝劑必須在投加混凝劑以后投放;其間隔時間為半分鐘～10分鐘;
8.如權利要求6.7所述改性高聚合硅酸在水處理中的應用，其特征在于所述的待處理水為生活飲用水工業(yè)用水和工業(yè)廢水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水凈化處理用助凝劑即改性高聚酸的制取方法及其應用。用酸酸化處理硅酸鈉水溶液生成聚合硅酸，再加酸使溶液pH值為2以下，然后在含有過量H
文檔編號C01B33/143GK1069470SQ9110587
公開日1993年3月3日 申請日期1991年8月14日 優(yōu)先權日1991年8月14日
發(fā)明者王曉玉, 胡萬里, 周定 申請人:王曉玉