一种凹凸棒石-聚硅铁混凝剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种无机高分子混凝剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 聚合硅酸金属盐是新开发的一种无机高分子混凝剂，是在聚硅酸和金属盐混凝剂 的基础上发展起来的复合产物。聚硅酸金属盐混凝剂的制备原理是在聚硅酸中引入金属离 子（Al或Fe)或在金属盐中引入低聚合度的聚硅酸。前者是把硅酸作为主要组分而把金属 盐作为稳定剂用以改善聚硅酸的保存时间；后者是把金属盐作为主要组分而把硅酸作为促 聚剂制得成品。由于铝盐存在潜在的生物毒性，使得铁盐的研宄得到快速的发展。聚硅酸 铁盐虽然具有凝聚沉淀速度快、沉渣量少、PH值适用范围广、安全无毒等优点，但是在去除 有机物、磷等方面还略显不足，为提高混凝剂在水处理中的综合除污功能，促使无机混凝剂 的研宄和开发向各种复合型无机高分子混凝剂发展。
[0003] 凹凸棒石简称坡缕石，在矿物学上隶属海泡石族，是一种具有独特层状结构的含 水富镁铝硅酸盐粘土矿物，理论化学式为：[(Mg，Al，Fe) 5 (OH)2Si8O2J · 4H20,具有较大比表 面积和较强的吸附性能，已逐渐被探索并应用于水处理领域。
[0004] 虽然现有技术中无机高分子絮凝剂对废水浊度去除性能较好，但是对于氨氮处理 能力较差。
【发明内容】
[0005] 本发明克服现有技术中无机高分子絮凝剂对氨氮处理能力差的不足，提供一种凹 凸棒石-聚硅铁混凝剂及其制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种凹凸棒石-聚硅铁混凝 剂，其中所述凹凸棒石与聚硅铁呈团簇状，所述凹凸棒石与聚硅铁质量比为1:15~20。
[0007] 作为优选，为便于储存和使用，所述的混凝剂为悬浊液混凝剂。
[0008] 上述的凹凸棒石-聚硅铁混凝剂的制备方法，步骤如下：
[0009] (1)在搅拌条件下将硅酸钠溶液加入到稀盐酸溶液中，使混合溶液的pH值控制在 2. 0~5. 0,然后停止搅拌反应制得聚硅酸溶液；
[0010] (2)将硫酸亚铁和氯酸钠加入到稀酸溶液中溶解反应，然后后加入步骤（1)中制 得的聚硅酸溶液，然后搅拌，再静置熟化，得到聚硅铁溶液；
[0011] (3)将酸化改性的凹凸棒石与步骤（2)制备得到的聚硅铁溶液混合，并进行超声 振荡，即制得凹凸棒石-聚硅铁悬浊液混凝剂。
[0012] 作为优选，步骤（1)所述的硅酸钠中SiO2浓度为3%~7%。
[0013] 进一步地，步骤（1)所述的反应条件为控制温度为20-40°C，反应30~60min。
[0014] 作为优选，步骤（2)在20~60°C、搅拌速度为300~500r/min的条件下将硫酸亚 铁和氯化钠加入到稀硫酸溶液中。
[0015] 进一步地，步骤⑵所述溶解反应时间为10~30min ;所述搅拌的搅拌速度为 100~200r/min，揽样速度为10~60min。
[0016] 具体地，所述的酸化改性的凹凸棒石的改性方法为：将凹凸棒石加入3~5mol/L 的盐酸中进行酸化，对其进行20min~2h的酸化过后进行水洗，水洗至中性后放入烘箱烘 干，研磨成粉备用。
[0017] 作为优选，步骤（3)所述的超声振荡时间为10~30min。
[0018] 本发明的凹凸棒石-聚硅铁锌混凝剂具有以下优点：1、产品安全无毒；2、对湖泊 性水源水适应性明显增强，能够有效降低浊度、有机物、总磷、氨氮和藻类等，尤其是对氨氮 的处理效果较现有技术中混凝剂好；3、混凝效果好，矾花形成时间短，结实，絮体大，沉淀速 度快。
[0019] 本发明的凹凸棒石-聚硅铁锌混凝剂的制备方法具有以下优点：1、原料易得，制 备成本低；2、制备过程中不产生二次污染，产品对环境友好3、该方法相对简单，制备时间 短。
【具体实施方式】
[0020] 实施例1
[0021] 各组分的质量比：
【主权项】
1. 一种凹凸棒石-聚硅铁混凝剂，其特征在于：其中所述凹凸棒石与聚硅铁呈团簇状， 所述凹凸棒石与聚硅铁质量比为1:5~9。
2. 根据权利要求1所述的凹凸棒石-聚硅铁混凝剂，其特征在于：所述的混凝剂为悬 浊液混凝剂。
3. 根据权利要求1或2所述的凹凸棒石-聚硅铁混凝剂的制备方法，其特征在于：步 骤如下： (1) 在搅拌条件下将硅酸钠溶液加入到稀盐酸溶液中，使混合溶液的PH值控制在 2. O~5. 0,然后停止搅拌反应制得聚硅酸溶液； (2) 将硫酸亚铁和氯酸钠加入到稀酸溶液中溶解反应，然后加入步骤（1)中制得的聚 硅酸溶液，然后搅拌，再静置熟化，得到聚硅铁溶液； (3) 将酸化改性的凹凸棒石与步骤（2)制备得到的聚硅铁溶液混合，并进行超声振荡， 即制得凹凸棒石-聚硅铁悬浊液混凝剂。
4. 根据权利要求3所述的凹凸棒石-聚硅铁混凝剂的制备方法，其特征在于：步骤（1) 所述的硅酸钠中SiO2浓度为3%~7%。
5. 根据权利要求3所述的凹凸棒石-聚硅铁混凝剂的制备方法，其特征在于：步骤（1) 所述的反应条件为控制温度为20-40°C，反应30~60min。
6. 根据权利要求3所述的凹凸棒石-聚硅铁混凝剂的制备方法，其特征在于：步骤（2) 在20~60°C、搅拌速度为300~500r/min的条件下将硫酸亚铁和氯化钠加入到稀硫酸溶 液中。
7. 根据权利要求3所述的凹凸棒石-聚硅铁混凝剂的制备方法，其特征在于：步骤（2) 所述溶解反应时间为10~30min ;所述搅拌的搅拌速度为100~200r/min，搅拌时间为 10 ~60min〇
8. 根据权利要求3所述的凹凸棒石-聚硅铁混凝剂的制备方法，其特征在于：所述酸 化改性的凹凸棒石的改性方法为：将凹凸棒石加入3~5mol/L的盐酸中进行酸化，对其进 行20min~Ih的酸化过后进行水洗，水洗至中性后放入烘箱烘干，研磨成粉备用。
9. 根据权利要求3所述的凹凸棒石-聚硅铁混凝剂的制备方法，其特征在于：步骤（3) 所述的超声振荡时间为10~30min。
【专利摘要】本发明涉及一种无机高分子混凝剂及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种凹凸棒石-聚硅铁混凝剂，其中所述凹凸棒石与聚硅铁质量比为1:5～9。本发明的凹凸棒石-聚硅铁锌混凝剂具有以下优点：1、产品安全无毒；2、对湖泊性水源水适应性明显增强，能够有效降低浊度、有机物、总磷、氨氮和藻类等，尤其是对氨氮的处理效果较现有技术中混凝剂好；3、混凝效果好，矾花形成时间短，结实，絮体大，沉淀速度快。本发明的凹凸棒石-聚硅铁锌混凝剂的制备方法具有以下优点：1、原料易得，制备成本低；2、制备过程中不产生二次污染，产品对环境友好3、该方法相对简单，制备时间短。
【IPC分类】C02F1-52
【公开号】CN104803461
【申请号】CN201510150106
【发明人】许霞, 严雪琦, 王利平, 申荣艳
【申请人】常州大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年3月31日