专利名称：一种聚硅酸金属盐絮凝剂的制备方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，涉及一种聚硅酸金属盐絮凝剂的制备方法。
背景技术：
聚硅酸金属盐是一类新型的复合无机高分子絮凝剂，它是在聚硅酸及传统的铝 盐、铁盐等絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与金属盐的复合产物。由于该类絮凝剂同时 结合了金属离子的电中和能力和聚硅酸的吸附架桥网捕作用，与传统无机絮凝剂(如硫酸 铝、氯化铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(Pre)等)相比具有矾花生成早、 矾花大、沉降速度快的优点，在低温低浊条件下仍有较好的絮凝效果，引起了水处理界的极 大关注。张莉将无机铝盐加入聚合硅酸中，搅拌后熟化制得聚硅酸铝絮凝剂(发明专利 CN1162345C)；吴有明发明一种聚合碱式铝硅絮凝剂及制备方法(CN1173893C)，在活化硅 酸中加入硫酸铝和氢氧化钠聚合反应形成；李素芹在活化硅酸中加入硫酸铁、硫酸铝、四硼 酸钠静止熟化1-2天制备得到一种含硼聚合硅酸铝铁复合絮凝剂(CN100500589C)。然而这 些聚硅酸金属盐絮凝剂的成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用钛白粉生产的副产物制备价格低廉的聚硅酸金属 盐絮凝剂的制备方法。钛白粉是应用最广、用量最大的一种无机白色颜料，其产量约占世界白色颜料总 产量的80%。近年来，我国钛白粉的年生产能力已达20万吨，其中绝大部分是采用硫酸法 生产。硫酸法生产钛白粉过程中，每生产1吨白粉产品会产生3. 5 4. 0吨副产物水合硫酸 亚铁(俗称绿矾)和废酸7 8吨。废酸的成分一般为=H2SO4 18 22%,FeSO4 5 8%， TiOSO4 1 2%，Al2SO4 1. 5 2. 5%, MgSO4 1 ~ 2%, TiO2等。这些副产物如能恰当地利 用不仅能降低环境污染程度，而且还能提高企业的经济效益。本发明方法的具体步骤如下步骤1.将生产钛白粉过程中产生的绿矾和废酸与工业用氯酸钾加入到反应容器 中，在35 50°C下搅拌2 3小时得到粘稠的聚合硫酸铁；加入的绿矾与工业用氯酸钾的重量比为0.5 1 1，加入的废酸与工业用氯酸钾 的重量比为1 2 1 ；步骤2.将硅酸钠加水稀释成硅酸钠水溶液，硅酸钠水溶液中S^2的重量含量为 2 3 % ；在硅酸钠水溶液加入生产钛白粉过程中产生的废酸，将硅酸钠水溶液的pH值调节 成3. 5 4. 5，将硅酸钠水溶液在常温下搅拌10 30分钟，即得到聚硅酸溶液；步骤3.将步骤1得到的聚合硫酸铁加入到聚硅酸溶液中，搅拌均勻后静止活化 10 M小时即得聚硅酸金属盐絮凝剂，加入的聚合硫酸铁与硅酸钠水溶液中SiO2的重量 比为1 2 1。本发明的聚硅酸金属盐絮凝剂的制备方法中，利用了钛白粉生产的副产物，价格低廉，同时由于在废酸中还含有Al、Ti、Mg等金属离子和T^2微粉，它们参与了硅酸的聚 合，优化了聚硅酸金属盐无机高分子的结构，所得絮凝剂具有稳定性好，适用范围广，絮凝 效果佳的特点。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
进一步说明本发明方法。实施例1制备聚硅酸金属盐絮凝剂，具体步骤是1)分别将20克绿矾(FeSO4 · 7H20)、40克钛白粉废酸、和40克的工业用氯酸钾加 入到反应容器中，在35°C下搅拌反应3小时得到粘稠的聚合硫酸铁；2)称取203克硅酸钠(Na2SiO3，含100克SiO2)加水稀释成SiO2重量含量为2%的 硅酸钠水溶液，用废酸调节溶液的PH值为3. 5，常温下搅拌聚合10分钟得到聚硅酸溶液；幻取100克上述的聚合硫酸铁加入到聚硅酸溶液中，搅拌均勻后静止活化10小时 即得聚硅酸金属盐絮凝剂。实施例2制备聚硅酸金属盐絮凝剂，具体步骤是1)分别将50克绿矾(FeSO4 · 7H20)、100克钛白粉废酸、和50克的工业用氯酸钾 加入到反应容器中，在50°C下搅拌反应2小时得到粘稠的聚合硫酸铁；2)称取203克硅酸钠(NEi2SiO3，含100克SiO2)加水稀释成SW2重量含量为3%的 硅酸钠水溶液，用废酸调节溶液的PH值为4. 5，常温下搅拌聚合30分钟得到聚硅酸溶液；
3)取200克上述的聚合硫酸铁加入到聚硅酸溶液中，搅拌均勻后静止活化M小时 即得聚硅酸金属盐絮凝剂。实施例3制备聚硅酸金属盐絮凝剂，具体步骤是1)分别将45克绿矾(FeSO4 · 7H20)、90克钛白粉废酸、和60克的工业用氯酸钾加 入到反应容器中，在45°C下搅拌反应2. 5小时得到粘稠的聚合硫酸铁；2)称取473克硅酸钠(Na2SiO3 · 9H20,含100克SiO2)加水稀释成SiO2重量含量 为2. 5%的硅酸钠水溶液，用废酸调节溶液的pH值为4，常温下搅拌聚合20分钟得到聚硅 酸溶液；3)称取150克上述的聚合硫酸铁加入到聚硅酸溶液中，搅拌均勻后静止活化18小 时即得聚硅酸金属盐絮凝剂。实施例4制备聚硅酸金属盐絮凝剂，具体步骤是1)分别将30克绿矾(FeSO4 · 7H20)、50克钛白粉废酸、和40克的工业用氯酸钾加 入到反应容器中，在40°C下搅拌反应3小时得到粘稠的聚合硫酸铁；2)称取353克硅酸钠(Na2SiO3 · 5H20,含100克SiO2)加水稀释成SiO2重量含量 为2%的硅酸钠水溶液，用废酸调节溶液的pH值为3. 5，常温下搅拌聚合15分钟得到聚硅 酸溶液；幻取120克上述的聚合硫酸铁加入到聚硅酸溶液中，搅拌均勻后静止活化15小时即得聚硅酸金属盐絮凝剂。实施例5制备聚硅酸金属盐絮凝剂，具体步骤是1)分别将50克绿矾(FeSO4 · 7H20)、90克钛白粉废酸、和60克的工业用氯酸钾加 入到反应容器中，在45°C下搅拌反应2. 5小时得到粘稠的聚合硫酸铁；2)称取206克模数为2. 4的水玻璃(Na2O · 2. 4Si02，含144克SiO2)加水稀释成 SiO2重量含量为2. 5%的硅酸钠水溶液，用废酸调节溶液的pH值为4，常温下搅拌聚合10 分钟得到聚硅酸溶液；3)取200克上述的聚合硫酸铁加入到聚硅酸溶液中，搅拌均勻后静止活化20小时
即得聚硅酸金属盐絮凝剂。
权利要求
1. 一种聚硅酸金属盐絮凝剂的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤是 步骤(1)将生产钛白粉过程中产生的绿矾和废酸与工业用氯酸钾加入到反应容器中， 在35 50°C下搅拌2 3小时得到粘稠的聚合硫酸铁；加入的绿矾与工业用氯酸钾的重量比为0.5 1 1，加入的废酸与工业用氯酸钾的重 量比为1 2 1 ；步骤( 将硅酸钠加水稀释成硅酸钠水溶液，硅酸钠水溶液中SiO2的重量含量为2 3% ；在硅酸钠水溶液加入生产钛白粉过程中产生的废酸，将硅酸钠水溶液的pH值调节成 3. 5 4. 5，将硅酸钠水溶液在常温下搅拌10 30分钟，即得聚硅酸溶液；步骤C3)将步骤(1)得到的聚合硫酸铁加入到聚硅酸溶液中，搅拌均勻后静止活化 10 M小时即得聚硅酸金属盐絮凝剂，加入的聚合硫酸铁与硅酸钠水溶液中SiA的重量 比为1 2 1。
全文摘要
本发明涉及一种聚硅酸金属盐絮凝剂的制备方法。目前聚硅酸金属盐絮凝剂的生产成本较高。本发明方法首先将生产钛白粉过程中产生的绿矾和废酸与工业用氯酸钾加入到反应容器中，搅拌得到粘稠的聚合硫酸铁；然后将硅酸钠加水稀释成硅酸钠水溶液，硅酸钠水溶液中SiO2的重量含量为2～3％；在硅酸钠水溶液加入生产钛白粉过程中产生的废酸，将硅酸钠水溶液的pH值调节成3.5～4.5，常温搅拌得到聚硅酸溶液；将步骤聚合硫酸铁加入到聚硅酸溶液中，搅拌均匀后静止活化10～24小时即得聚硅酸金属盐絮凝剂。本发明方法利用钛白粉生产的副产物，价格低廉，所得絮凝剂具有稳定性好，适用范围广，絮凝效果佳的特点。
文档编号C02F1/52GK102101711SQ20101059521
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者俞天明, 聂秋林, 陈建军 申请人:杭州荣升环保科技有限公司