专利名称：聚合硅酸氯化铝及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合硅酸氯化铝及其制备工艺，可作为混凝剂，用于水处理工艺中的混凝沉降过程。
聚合硅酸氯化铝用于给水与城市污水的一级强化絮凝，废水处理的混凝沉降。
背景技术：
在水处理中，混凝沉降是去除水中胶体悬浮杂质、有机物杂质的重要单元操作步骤。混凝沉降的效果决定最终水处理效果和水处理的成本。在水处理工艺确定的情况下，混凝剂的混凝效果决定了最终水处理的出水水质。目前，无机高分子混凝剂如聚合氯化铝、聚合氯化铝铁已得到广泛的应用，相对于传统的无机混凝剂如硫酸铝已有明显的提高，基于絮凝驾桥卷扫沉淀理论，在无机高分子混凝剂中添加有机高分子助凝剂也得到广泛应用，由于活化硅酸和聚合氯化铝的分开投加、配合使用能得到良好的混凝效果，硅、铝复合型混凝剂的研究开发和应用备受关注。
目前，硅、铝复合型混凝剂是将活化好的聚合硅酸或直接将水玻璃(硅酸钠)加入到聚合氯化铝中来制备。该类制备方法制备的硅、铝复合型混凝剂虽然混凝效果有所提高，但一般效果不是特别明显，而且工艺复杂，产品稳定性差，存放时间短。
发明内容
本发明的目的是发明一种工艺简单，混凝除浊效果好、存放时间长的聚合硅酸氯化铝及其制备工艺。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种聚合硅酸氯化铝，其特征在于，其有效成分为Al2O34-10％(m/v)；SiO20.1-0.6％(m/v)；盐基度为70-90％；密度1.10-1.25克/毫升；PH值3-4。
一种聚合硅酸氯化铝的制备工艺，其特征在于，该工艺包括
首先将盐酸加热到40-70℃，加入铝酸钙粉，搅拌反应0.5-1.5小时，铝酸钙粉的硅和铝在盐酸中溶出，得到活性高的含聚合硅酸SiO20.2％-1.0％(m/v)的氯化铝AlCl3液体；然后在上述含SiO20.2％-0.8％(m/v)的AlCl3液体中，添加能和盐酸中和反应的物质在80-110℃的条件下反应1-4小时，最终制备得到聚合硅酸氯化铝。
所述的能和盐酸中和反应的物质为铝酸钙粉、氢氧化铝、铝酸钠；所述盐酸的浓度为10-20％(m/m)；所述的铝酸钙粉含Al2O3为(45-55％)50％(m/v)，含总钙为(27-37％)30％(m/v)，含SiO2为(5.5％-8％)6.8％(m/v)。
本发明通过简单的设备、高效率的制备工艺来生产，单个分子具备高分子量、高电荷的聚合硅酸氯化铝。本发明的主要工艺技术特点是利用生产聚合氯化铝的一种原材料——铝酸钙粉——中的硅Si在盐酸中缓慢、自然溶出，使Si能和Al3+形成稳定的化学结构，从而提高混凝效果，并在适当的三氧化二铝的浓度及反应温度下，制备稳定的聚合硅酸氯化铝。
本发明的优点是比聚合氯化铝及其一些复合产品具备更为优良的混凝效果，能使水中的胶体快速脱稳，提高去除水中杂质的能力。特别是在低温、低浊的给水处理和城市污水及其他废水的去除色度、COD、BOD方面更具明显优势。并且具有简洁的生产工艺和低廉的生产成本。
具体实施例方式
以下结合附图
和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1称100克浓度10％的盐酸，加热到50℃，加入7.5克铝酸钙粉，该铝酸钙粉含Al2O3％为55％(m/v)，含总钙为33％(m/v)，含SiO2为7.0％(m/v)，搅拌反应1小时，得到含Al2O3为3.5％(m/v)；含SiO2为0.48％(m/v)的AlCl3液体，在上述液体中加铝酸钙粉9克，保持在80-110℃反应3小时，得到含Al2O3为7％(m/v)；含SiO2为0.45％(m/v)，盐基度为80％、密度1.20克/毫克、PH值3.5的产品。
实施例2
称100克浓度15％的盐酸，加热到50℃，加入11克铝酸钙粉，该铝酸钙粉含Al2O3％为50％(m/v)，含总钙为30％(m/v)，含SiO2为6.8％(m/v)，搅拌反应1小时，得到含Al2O3为4.5％(m/v)；含SiO2为0.8％(m/v)的AlCl3液体，在上述液体中加水50克，加铝酸钙粉13克，保持在80-110℃反应3小时，得到含Al2O3为6.5％(m/v)；含SiO2为0.5％(m/v)，盐基度为80％、密度1.20克/毫克、PH值3.5的产品。
以下是实施例1-4聚合硅酸氯化铝的合成配方及产品成分表，实施例3-4其制备过程与实施例2相同。
表一聚合硅酸氯化铝的合成配方及产品成份
应用实例一将以上实施例1、实施例3产品用于钱江水混凝除浊处理，同时和聚合氯化铝做对比。原水浊度40NTU，水温25℃，PH值7.2，处理结果见表二表二聚合硅酸氯化铝的混凝除浊效果
从以上结果可见，聚合硅酸氯化铝的混凝除浊效果明显改良，且该工艺生产的产品的混凝效果不随产品中的硅含量和铝含量的变化而有所改变。在达到同样的水处理效果的基础上，使用聚合硅酸氯化铝比聚合铝可以节省投加量30-40％(以Al2O3计)应用实例二将以上实施例2产品用于城市综合污水的一级强化絮凝中的去除COD、总磷处理，同时和聚合氯化铝做对比。原水COD250，总磷4.3、水温20度，处理结果见表三表三聚合硅酸氯化铝的混凝除COD、总磷效果 从以上结果可见，聚合硅酸氯化铝在城市污水一级强化絮凝处理中，去除污水的COD、总磷方面同样具有明显的优势。在达到同样的水处理效果的基础上，使用聚合硅酸氯化铝比聚合铝可以节省投加量30％(以Al2O3计)。
本发明所制备的聚合硅酸氯化铝在化学稳定性方面也有很好的表现，储存1年时间内不会发生变化，以本发明的实施例2产品为例，产品储存一年以后与新生产的同样产品对比，在处理钱江水的混凝去浊效果见表四表四 从以上结果可见，聚合硅酸氯化铝在经过1年的储存后的混凝效果基本不发生变化。
权利要求
1.一种聚合硅酸氯化铝，其特征在于，其有效成分为Al2O34-10％(m/v)；SiO20.1-0.6％(m/v)；盐基度为70-90％；密度1.10-1.28克/毫升；PH值3-4。
2.一种聚合硅酸氯化铝的制备工艺，其特征在于，该工艺包括首先将盐酸加热到40-70℃，加入铝酸钙粉，搅拌反应0.5-1.5小时，铝酸钙粉的硅和铝在盐酸中溶出，得到活性高的含聚合硅酸SiO20.2％-1.0％(m/v)的氯化铝AlCl3液体；然后在上述含SiO20.2％-1.0％(m/v)的AlCl3液体中，添加能和盐酸中和反应的物质在80-110℃的条件下反应1-4小时，最终制备得到聚合硅酸氯化铝。
3.根据权利要求2所述的一种聚合硅酸氯化铝的制备工艺，其特征在于，所述的在上述含0.2％-1.0SiO2％(m/v)的AlCl3液体中，添加能和盐酸中和反应的物质和水，在80-110℃的条件下反应1-4小时，最终制备得到聚合硅酸氯化铝。
4.根据权利要求2或3所述的一种聚合硅酸氯化铝的制备工艺，其特征在于，所述的能和盐酸中和反应的物质为铝酸钙粉、氢氧化铝、铝酸钠。
5.根据权利要求2所述的一种聚合硅酸氯化铝的制备工艺，其特征在于，所述盐酸的浓度为10-20％(m/m)。
6.根据权利要求2或3所述的一种聚合硅酸氯化铝的制备工艺，其特征在于，所述的铝酸钙粉含Al2O3为45-55％(m/v)，含总钙为27-37％(m/v)，含SiO2为5.5-8.0％(m/v)。
全文摘要
本发明涉及一种聚合硅酸氯化铝，其特征在于，其有效成分为Al
文档编号C02F1/52GK1915851SQ200510028760
公开日2007年2月21日 申请日期2005年8月15日 优先权日2005年8月15日
发明者何海鸿 申请人:上海天和环保科技有限公司