专利名称：一种利用电石渣制备聚合硅酸钙铝混凝剂的方法
技术领域：
本发明是一水、废水、污水处理剂的制备方法，是一种利用电石渣制备聚硅酸钙铝 混凝剂的方法。
背景技术：
聚硅酸盐类混凝剂是一种无机高分子混凝剂。目前，国内外研制聚硅酸盐混凝剂 的方法主要分为三种一是含金属离子的聚硅酸絮凝剂，二是复合工艺聚硅酸复合混凝剂， 三是共聚工艺聚硅酸絮 凝剂。聚硅酸和金属盐直接混合生成聚硅酸金属复合混凝剂属于含 金属离子的聚硅酸絮凝剂；将聚硅酸和聚合金属盐类混合制成PASM絮凝剂即复合工艺聚 硅酸；与金属盐类先混合后在加入OH使其聚合制成的絮凝剂即共聚工艺。另外，以矿石、废 矿渣、粉煤灰等做原料进行研制新型混凝剂已经有所涉及。《安全与环境学报》2002年1期2卷，李亚峰等人试验研究的电石渣和CaCl2对沈 阳铁法矿务局煤泥水的混凝处理效果并采用电石渣-PAM混凝沉淀法处理后煤泥水，各项 指标均能达到国家排放标准的报道。中国发明专利公开(公告)号CN1778702公开了赵青 海等人发明的，名称为“一种污水处理剂及其制备方法和应用”，这种污水处理剂由混凝剂 和助凝剂两部分组成，复配使用，助凝剂由下列重量份的原料制成电石渣8 20，配制用 水600 1000。使用本发明处理剂处理城镇污水或工业污水，可达到水质净化的目的。传统的低分子、高分子聚硅酸复合型混凝剂在分子形态、聚合度及相应的絮 凝_凝聚效果等方面多存在不足之处，因此，有必要开发新型高效的复合混凝剂弥补其不 足。将聚硅酸与无机金属盐混凝剂复配，制备性能稳定的新型无机高分子聚硅酸盐混凝 齐U。本发明发挥聚硅酸的优势，弥补金属盐自身的缺点，产生协同作用。以电石渣为原料与 高聚硅酸盐制备混凝剂应用于水处理领域尚未见报道。本
发明内容
本发明的目的是，对现有技术进行实质性改进，提供一种制备方法科学、合理，能 耗低，成本低的利用电石渣制备聚硅酸钙铝混凝剂的方法，用上述方法制备的聚硅酸钙铝 混凝剂的稳定性好，处理水效果佳。本发明的目的是由以下技术方案来实现的一种利用电石渣制备聚合硅酸钙铝混凝剂的方法，其特征是，它包含下述步骤(1)将电石渣进行干燥处理，电石渣干燥温度100°C 200°C、干燥时间2 6h。干 燥后的电石渣呈粉末状；(2)电石渣干燥处理后进行提纯处理，取步骤(1)得到的电石渣与氨化铵的质量 比为1 6、配制水为200 1200ml、控制温度20°C 60°C、调节pH = 7 9，控制搅拌速 度100 300r/min，搅拌时间20 30min，静置20 30min得到电石渣提取液；(3)配制硅酸钠溶液，所述的硅酸钠溶液百分比浓度为4% 8%，以SiO2质量分 数计，用10% 30%的浓硫酸或氢氧化钠调节4% 8%的硅酸钠溶液的PH为1 3，得到 聚硅酸溶液；
(4)将步骤(3)得到的聚硅酸溶液进行缩聚反应，反应时间为0.5 1.5h，得到高 聚硅酸溶液，此溶液呈白色乳状乳状液态；(5)硫酸铝溶液浓度为0. 03 0. lmol/L, Al与Si的摩尔比为0. 3 0. 8，Ca与 Si的摩尔比为0.2 0.8;(6)在室温、搅拌速度50 150r/min、搅拌时间1 5min条件下，在高聚硅酸溶 液中加入将步骤(5)得到的硫酸铝溶液IOOmL ；(7)室温、搅拌速度50 150r/min、搅拌时间1 5min条件下，在步骤(6)得到 的高聚硅酸和硫酸铝混合溶液中加入步骤(2)得到的电石渣提取液IOOmL,沉化时间为4 10h，制备成为质量分数为14. 15. 6%的聚合硅酸钙铝混凝剂产品，聚合硅酸钙铝混 凝剂形态为白色乳状液体。本发明的制备具有工艺步骤简单，制造成本低的特点。反应在常温下进行，易于控 制，稳定性好。产品用作絮凝剂时絮凝迅速，絮体大而坚实，沉降快，应用范围广，适用的PH 范围宽。本发明的制备方法易于实现，可以实现工业化生产聚硅酸钙铝，产品在水处理行业 有广阔的应用前景，经济效益可观。
具体实施例方式实施例1 取电石渣进行干燥处理，电石渣干燥炉温度100°C、干燥时间2h，得到质 量分数为40. 5%粉末状电石渣；提纯时用氯化铵，电石渣与氨化铵的质量比为1，取电石渣 3. 6g，氯化铵3. 6g，于200mL配制水中进行混合，控制其温度20°C、pH = 7、搅拌速度IOOr/ min、搅拌时间20min、静置20min，得到含钙离子0. 02mol/L的电石渣提取液；取10ml、4% 的硅酸钠溶液引入到5ml、10%硫酸溶液中；利用10%的氢氧化钠和硫酸调节硅酸钠溶液 的PH为1，得到聚硅酸溶液；控制缩聚反应时间为0. 5h，得到白色乳状高聚硅酸溶液；在 缩聚反应后的高聚硅酸溶液中引入0. 03mol/L, IOOmL的硫酸铝溶液含钙离子0. 02mol/L, IOOmL的电石渣提取液；室温、搅拌速度50r/min、搅拌时间Imin条件下，发生缩聚反应；沉 化时间为4h，得到14. 的聚合硅酸钙铝混凝剂，聚合硅酸钙铝混凝剂形态为白色乳状液 体。实施例2 取电石渣进行干燥处理，电石渣干燥炉温度150°C、干燥时间4 h，得到 质量分数为43. 6%粉末状电石渣；电石渣进行干燥处理后要进行提纯处理，提纯时用氯化 铵；电石渣与氨化铵的质量比为3，取电石渣10. 8g，氯化铵3. 6g，于700mL配制水中进行混 合，控制其温度40°C、pH = 8、搅拌速度200r/min、搅拌时间25min、静置25min得到含钙离 子0. 05mol/L的电石渣提取液；取20ml、6%的硅酸钠溶液，控制搅拌速度lOOr/min条件下 引入到7ml、20%硫酸溶液中；利用20%的氢氧化钠和硫酸调节硅酸钠溶液的pH为2 ；控制 缩聚反应时间为l.Oh，得到白色乳状高聚硅酸溶液；在缩聚反应后的高聚硅酸溶液中依次 引入0. 06mol/L, IOOmL的硫酸铝溶液含钙离子0. 05mol/L, IOOmL的电石渣提取液，室温、搅 拌速度lOOr/min、搅拌时间3min条件下，发生缩聚反应；沉化时间为8h，得到14. 6%的聚 合硅酸钙铝混凝剂，聚合硅酸钙铝混凝剂形态为白色乳状液体。实施例3 取电石渣进行干燥处理，电石渣干燥炉温度200°C、干燥时间6h，得到 质量分数为44. 3%粉末状电石渣；电石渣进行干燥处理后要进行提纯处理，提纯时用氯化 铵；电石渣与氨化铵的质量比为6，取电石渣21. 6g，氯化铵3. 6g，于1200mL配制水中进行混合，控制其温度60°C、pH = 9、搅拌速度300r/min、搅拌时间30min、静置30min得到含钙 离子0. 08mol/L的电石渣提取液；取30ml、8%的硅酸钠溶液，控制搅拌速度150r/min条件 下引入到10ml、30%硫酸溶液中；利用30%的氢氧化钠和硫酸调节硅酸钠溶液的pH为3 ； 控制缩聚反应时间为1. 5h，得到白色乳状高聚硅酸溶液；在缩聚反应后的高聚硅酸溶液中 依次引入0. lmol/L, IOOmL的硫酸铝溶液和含钙离子0. 08mol/L, IOOmL的提取液，室温、搅 拌速度150r/min、搅拌时间5min条件下，发生缩聚反应；沉化时间为10h。得到15. 6%的 聚合硅酸钙铝混凝剂，聚合硅酸钙铝混凝剂形态为白色乳状液体。氯化铵、硫酸铝采用分析纯，氢氧化钠，硫酸等原料易得，均为市售产品。本发明的利用电石渣制备聚合硅酸钙铝混凝剂的方法所涉及的干燥箱、搅拌器等 均为市售产品。
权利要求
1. 一种利用电石渣制备聚合硅酸钙铝混凝剂的方法，其特征是，它包含下述步骤(1)将电石渣进行干燥处理，电石渣干燥温度100°C 200°C、干燥时间2 乩。干燥 后的电石渣呈粉末状；(2)电石渣干燥处理后进行提纯处理，取步骤(1)得到的电石渣与氨化铵的质量比为 1 6、配制水为200 1200ml、控制温度20°C 60°C、调节pH = 7 9，控制搅拌速度 100 300r/min，搅拌时间20 30min，静置20 30min得到电石渣提取液；(3)配制硅酸钠溶液，所述的硅酸钠溶液百分比浓度为4% 8%，以SiO2质量分数计， 用10% 30%的浓硫酸或氢氧化钠调节4% 8%的硅酸钠溶液的pH为1 3，得到聚硅 酸溶液；(4)将步骤(3)得到的聚硅酸溶液进行缩聚反应，反应时间为0.5 1. ，得到高聚硅 酸溶液，此溶液呈白色乳状乳状液态；(5)硫酸铝溶液浓度为0.03 0. lmol/L，Al与Si的摩尔比为0. 3 0. 8，Ca与Si的 摩尔比为0. 2 0. 8 ；(6)在室温、搅拌速度50 150r/min、搅拌时间1 5min条件下，在高聚硅酸溶液中 加入将步骤(5)得到的硫酸铝溶液IOOmL ；(7)室温、搅拌速度50 150r/min、搅拌时间1 5min条件下，在步骤(6)得到的高聚 硅酸和硫酸铝混合溶液中加入步骤(2)得到的电石渣提取液IOOmL,沉化时间为4 10h， 制备成为质量分数为14. 15. 6%的聚合硅酸钙铝混凝剂产品，聚合硅酸钙铝混凝剂 形态为白色乳状液体。
全文摘要
本发明是一水、废水、污水处理剂的制备方法，是一种利用电石渣制备聚硅酸钙铝混凝剂的方法，其特点是，将电石渣进行干燥处理；干燥的电石渣用氨化铵进行提纯处理得到电石渣提取液；配制聚硅酸钠溶液，用浓硫酸或氢氧化钠调节硅酸钠溶液的pH值得到聚硅酸溶液；将聚硅酸溶液进行缩聚反应得到高聚硅酸溶液；将高聚硅酸溶液、硫酸铝溶液和电石渣提取液进行沉化制备成聚合硅酸钙铝混凝剂产品。具有制备方法科学、合理，能耗低，成本低等优点，用上述方法制备的聚硅酸钙铝混凝剂的稳定性好，处理水效果佳。
文档编号C02F1/52GK102092828SQ20101058362
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者张婷, 张瑛洁, 潘好伟, 谷洪君, 郗丽娟 申请人:东北电力大学