專利名稱：聚合硅酸氯化鋁及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚合硅酸氯化鋁及其制備工藝，可作為混凝劑，用于水處理工藝中的混凝沉降過程。
聚合硅酸氯化鋁用于給水與城市污水的一級強(qiáng)化絮凝，廢水處理的混凝沉降。
背景技術(shù)：
在水處理中，混凝沉降是去除水中膠體懸浮雜質(zhì)、有機(jī)物雜質(zhì)的重要單元操作步驟?；炷两档男Ч麤Q定最終水處理效果和水處理的成本。在水處理工藝確定的情況下，混凝劑的混凝效果決定了最終水處理的出水水質(zhì)。目前，無機(jī)高分子混凝劑如聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵已得到廣泛的應(yīng)用，相對于傳統(tǒng)的無機(jī)混凝劑如硫酸鋁已有明顯的提高，基于絮凝駕橋卷掃沉淀理論，在無機(jī)高分子混凝劑中添加有機(jī)高分子助凝劑也得到廣泛應(yīng)用，由于活化硅酸和聚合氯化鋁的分開投加、配合使用能得到良好的混凝效果，硅、鋁復(fù)合型混凝劑的研究開發(fā)和應(yīng)用備受關(guān)注。
目前，硅、鋁復(fù)合型混凝劑是將活化好的聚合硅酸或直接將水玻璃(硅酸鈉)加入到聚合氯化鋁中來制備。該類制備方法制備的硅、鋁復(fù)合型混凝劑雖然混凝效果有所提高，但一般效果不是特別明顯，而且工藝復(fù)雜，產(chǎn)品穩(wěn)定性差，存放時(shí)間短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種工藝簡單，混凝除濁效果好、存放時(shí)間長的聚合硅酸氯化鋁及其制備工藝。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種聚合硅酸氯化鋁，其特征在于，其有效成分為Al2O34-10％(m/v)；SiO20.1-0.6％(m/v)；鹽基度為70-90％；密度1.10-1.25克/毫升；PH值3-4。
一種聚合硅酸氯化鋁的制備工藝，其特征在于，該工藝包括
首先將鹽酸加熱到40-70℃，加入鋁酸鈣粉，攪拌反應(yīng)0.5-1.5小時(shí)，鋁酸鈣粉的硅和鋁在鹽酸中溶出，得到活性高的含聚合硅酸SiO20.2％-1.0％(m/v)的氯化鋁AlCl3液體；然后在上述含SiO20.2％-0.8％(m/v)的AlCl3液體中，添加能和鹽酸中和反應(yīng)的物質(zhì)在80-110℃的條件下反應(yīng)1-4小時(shí)，最終制備得到聚合硅酸氯化鋁。
所述的能和鹽酸中和反應(yīng)的物質(zhì)為鋁酸鈣粉、氫氧化鋁、鋁酸鈉；所述鹽酸的濃度為10-20％(m/m)；所述的鋁酸鈣粉含Al2O3為(45-55％)50％(m/v)，含總鈣為(27-37％)30％(m/v)，含SiO2為(5.5％-8％)6.8％(m/v)。
本發(fā)明通過簡單的設(shè)備、高效率的制備工藝來生產(chǎn)，單個(gè)分子具備高分子量、高電荷的聚合硅酸氯化鋁。本發(fā)明的主要工藝技術(shù)特點(diǎn)是利用生產(chǎn)聚合氯化鋁的一種原材料——鋁酸鈣粉——中的硅Si在鹽酸中緩慢、自然溶出，使Si能和Al3+形成穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而提高混凝效果，并在適當(dāng)?shù)娜趸X的濃度及反應(yīng)溫度下，制備穩(wěn)定的聚合硅酸氯化鋁。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是比聚合氯化鋁及其一些復(fù)合產(chǎn)品具備更為優(yōu)良的混凝效果，能使水中的膠體快速脫穩(wěn)，提高去除水中雜質(zhì)的能力。特別是在低溫、低濁的給水處理和城市污水及其他廢水的去除色度、COD、BOD方面更具明顯優(yōu)勢。并且具有簡潔的生產(chǎn)工藝和低廉的生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1稱100克濃度10％的鹽酸，加熱到50℃，加入7.5克鋁酸鈣粉，該鋁酸鈣粉含Al2O3％為55％(m/v)，含總鈣為33％(m/v)，含SiO2為7.0％(m/v)，攪拌反應(yīng)1小時(shí)，得到含Al2O3為3.5％(m/v)；含SiO2為0.48％(m/v)的AlCl3液體，在上述液體中加鋁酸鈣粉9克，保持在80-110℃反應(yīng)3小時(shí)，得到含Al2O3為7％(m/v)；含SiO2為0.45％(m/v)，鹽基度為80％、密度1.20克/毫克、PH值3.5的產(chǎn)品。
實(shí)施例2
稱100克濃度15％的鹽酸，加熱到50℃，加入11克鋁酸鈣粉，該鋁酸鈣粉含Al2O3％為50％(m/v)，含總鈣為30％(m/v)，含SiO2為6.8％(m/v)，攪拌反應(yīng)1小時(shí)，得到含Al2O3為4.5％(m/v)；含SiO2為0.8％(m/v)的AlCl3液體，在上述液體中加水50克，加鋁酸鈣粉13克，保持在80-110℃反應(yīng)3小時(shí)，得到含Al2O3為6.5％(m/v)；含SiO2為0.5％(m/v)，鹽基度為80％、密度1.20克/毫克、PH值3.5的產(chǎn)品。
以下是實(shí)施例1-4聚合硅酸氯化鋁的合成配方及產(chǎn)品成分表，實(shí)施例3-4其制備過程與實(shí)施例2相同。
表一聚合硅酸氯化鋁的合成配方及產(chǎn)品成份

應(yīng)用實(shí)例一將以上實(shí)施例1、實(shí)施例3產(chǎn)品用于錢江水混凝除濁處理，同時(shí)和聚合氯化鋁做對比。原水濁度40NTU，水溫25℃，PH值7.2，處理結(jié)果見表二表二聚合硅酸氯化鋁的混凝除濁效果

從以上結(jié)果可見，聚合硅酸氯化鋁的混凝除濁效果明顯改良，且該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品的混凝效果不隨產(chǎn)品中的硅含量和鋁含量的變化而有所改變。在達(dá)到同樣的水處理效果的基礎(chǔ)上，使用聚合硅酸氯化鋁比聚合鋁可以節(jié)省投加量30-40％(以Al2O3計(jì))應(yīng)用實(shí)例二將以上實(shí)施例2產(chǎn)品用于城市綜合污水的一級強(qiáng)化絮凝中的去除COD、總磷處理，同時(shí)和聚合氯化鋁做對比。原水COD250，總磷4.3、水溫20度，處理結(jié)果見表三表三聚合硅酸氯化鋁的混凝除COD、總磷效果 從以上結(jié)果可見，聚合硅酸氯化鋁在城市污水一級強(qiáng)化絮凝處理中，去除污水的COD、總磷方面同樣具有明顯的優(yōu)勢。在達(dá)到同樣的水處理效果的基礎(chǔ)上，使用聚合硅酸氯化鋁比聚合鋁可以節(jié)省投加量30％(以Al2O3計(jì))。
本發(fā)明所制備的聚合硅酸氯化鋁在化學(xué)穩(wěn)定性方面也有很好的表現(xiàn)，儲存1年時(shí)間內(nèi)不會發(fā)生變化，以本發(fā)明的實(shí)施例2產(chǎn)品為例，產(chǎn)品儲存一年以后與新生產(chǎn)的同樣產(chǎn)品對比，在處理錢江水的混凝去濁效果見表四表四 從以上結(jié)果可見，聚合硅酸氯化鋁在經(jīng)過1年的儲存后的混凝效果基本不發(fā)生變化。
權(quán)利要求
1.一種聚合硅酸氯化鋁，其特征在于，其有效成分為Al2O34-10％(m/v)；SiO20.1-0.6％(m/v)；鹽基度為70-90％；密度1.10-1.28克/毫升；PH值3-4。
2.一種聚合硅酸氯化鋁的制備工藝，其特征在于，該工藝包括首先將鹽酸加熱到40-70℃，加入鋁酸鈣粉，攪拌反應(yīng)0.5-1.5小時(shí)，鋁酸鈣粉的硅和鋁在鹽酸中溶出，得到活性高的含聚合硅酸SiO20.2％-1.0％(m/v)的氯化鋁AlCl3液體；然后在上述含SiO20.2％-1.0％(m/v)的AlCl3液體中，添加能和鹽酸中和反應(yīng)的物質(zhì)在80-110℃的條件下反應(yīng)1-4小時(shí)，最終制備得到聚合硅酸氯化鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚合硅酸氯化鋁的制備工藝，其特征在于，所述的在上述含0.2％-1.0SiO2％(m/v)的AlCl3液體中，添加能和鹽酸中和反應(yīng)的物質(zhì)和水，在80-110℃的條件下反應(yīng)1-4小時(shí)，最終制備得到聚合硅酸氯化鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種聚合硅酸氯化鋁的制備工藝，其特征在于，所述的能和鹽酸中和反應(yīng)的物質(zhì)為鋁酸鈣粉、氫氧化鋁、鋁酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚合硅酸氯化鋁的制備工藝，其特征在于，所述鹽酸的濃度為10-20％(m/m)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種聚合硅酸氯化鋁的制備工藝，其特征在于，所述的鋁酸鈣粉含Al2O3為45-55％(m/v)，含總鈣為27-37％(m/v)，含SiO2為5.5-8.0％(m/v)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚合硅酸氯化鋁，其特征在于，其有效成分為Al
文檔編號C02F1/52GK1915851SQ200510028760
公開日2007年2月21日 申請日期2005年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月15日
發(fā)明者何海鴻 申請人:上海天和環(huán)?？萍加邢薰?br>