一种聚合硅酸铝铁的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种聚合硅酸铝铁的制备方法,以硅酸钠为原料在酸性条件下制备聚硅酸,将铝盐、铁盐依次加入聚硅酸中聚合得到PSAF,在PSAF中加入改性药剂硫酸镁、活性炭对其进行改性,得到新型无机高分子絮凝剂。本方法具有工艺简单、投资少、成本低的特点,制得的改性聚硅酸铁絮凝剂具有更好的絮凝效果,絮体沉降速度快,稳定时间长,且原料来源广,处理后水中的残留物少等优点。
【专利说明】
一种聚合硅酸铝铁的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及絮凝剂制备领域,具体涉及一种聚合硅酸铝铁的制备方法。【背景技术】
[0002]水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。中国是一个水资源短缺、水害频发的国家,我国的水资源总量居世界第六位,但人均占有量只有2500m3,约为世界人均占有量的1/4。所谓水污染,是指进入水体的外源性物质超出了水体自净作用所能承受的范围,而导致水体的物理性质、化学性质、生物性或放射性等发生改变,使水质恶化。目前,造成水体污染的污染物主要有生活污水、工业废水、含有化肥、农药等的农田污水以及工业废弃物、生活垃圾和矿山污水等。据报道,在中国每年约有1/3的工业废水和90%以上的生活污水未经处理直接排放进入水域,约有70%以上的河流受到污染,90%以上的城市水源遭到污染。我们的地下水和近海水也正逐渐被污染,能够被使用的水资源正在减少。日趋严重的水污染问题,严重威胁人类的生存安全。据权威机构调查显示,在发展中国家,有80%的疾病是由于饮用不卫生的水传播的,每年全球至少有2000万人因饮用不卫生水而死亡。
[0003]水污染是我国亟待解决的问题,印染废水在水污染中占有很大的比重,絮凝过程是印染废水处理中非常重要的步骤,该过程中絮凝剂的选择是关键。聚硅酸铝铁的研究已经趋于成熟,其对印染废水处理具有一定效果。但是,聚硅酸铝铁稳定性差,易自聚。为了提高聚硅酸铝铁稳定性,需要对其进行改性,制备改性聚硅酸铝铁絮凝剂。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种聚合硅酸铝铁的制备方法,本发明方法制备的改性聚合硅酸铝铁具有絮凝效果好,絮体沉降速度快,稳定时间长,处理后水中的残留物少的优点,同时合成工艺简单,价格低廉。
[0005]本发明采用的技术方案如下:一种聚合硅酸铝铁的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)称取一定量的硅酸钠投入反应釜中,加水使之溶解,配成摩尔浓度为0.4-0.5mol/ L的硅酸钠溶液,用盐酸调节pH值至4.5-5.5,在室温下活化60-80min,(2)配制Al3+浓度为lmol/L的硫酸铝溶液和Fe3+浓度为lmol/L的三氯化铁溶液,在快速搅拌下,向步骤(1)制备的聚硅酸溶液中,依次缓慢地加入适量的硫酸铝溶液和三氯化铁溶液,不断搅拌使其聚合1.5-2.5h,静置陈化20-22h后,即可得到聚硅酸铝铁溶液,A1 / Fe摩尔比为1.5: 1;(3)按Mg/Si摩尔比为1:1称取固体硫酸镁,加入到步骤(2)制得的聚硅酸铝铁溶液中,要求A1 /Si摩尔比为1.5:l、Fe/Si摩尔比为1:1,搅拌聚合2-2.5h后静置8-10h,然后在向其中加入适量的纳米活性炭,搅拌聚合3-4h后,静置,30-40h,即得到改性聚硅酸铝铁絮凝剂,纳米活性炭的质量为硫酸镁质量的10-15%。
[0006]有益效果本发明方法以硅酸钠为原料在酸性条件下制备聚硅酸,将铝盐、铁盐依次加入聚硅酸中聚合得到PSAF,在PSAF中加入改性药剂硫酸镁、活性炭对其进行改性,得到新型无机高分子絮凝剂。本方法具有工艺简单、投资少、成本低的特点,制得的改性聚硅酸铁絮凝剂具有更好的絮凝效果,絮体沉降速度快,稳定时间长,且原料来源广,处理后水中的残留物少等优点。【具体实施方式】
[0007]一种聚合硅酸铝铁的制备方法,包括以下步骤:(1)称取一定量的硅酸钠投入反应釜中,加水使之溶解,配成摩尔浓度为〇.4-0.5mol/ L的硅酸钠溶液,用盐酸调节pH值至4.5-5.5,在室温下活化60-80min;(2)配制Al3+浓度为lmol/L的硫酸铝溶液和Fe3+浓度为lmol/L的三氯化铁溶液,在快速搅拌下,向步骤(1)制备的聚硅酸溶液中,依次缓慢地加入适量的硫酸铝溶液和三氯化铁溶液,不断搅拌使其聚合1.5-2.5h,静置陈化20-22h后,即可得到聚硅酸铝铁溶液,A1 / Fe摩尔比为1.5: 1;(3)按Mg/Si摩尔比为1:1称取固体硫酸镁,加入到步骤(2)制得的聚硅酸铝铁溶液中, 要求41/31摩尔比为1.5:1小6/31摩尔比为1:1,搅拌聚合2-2.511后静置8-1011,然后在向其中加入适量的纳米活性炭,搅拌聚合3-4h后,静置,30-40h,即得到改性聚硅酸铝铁絮凝剂,纳米活性炭的质量为硫酸镁质量的10-15%。
[0008]取500mL模拟印染废水,置于烧杯中,加入适量的本发明的改性聚硅酸铝铁絮凝剂样品,快速搅拌1分钟使其充分混合后,再慢速搅拌15分钟,静置35分钟后,取液面下2-4 cm处液体,测其CODCr和脱色率,结果该絮凝剂模拟印染废水的CODCr去除率可达96.02%,脱色率可达95.6%。
【主权项】
1.一种聚合硅酸铝铁的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)称取一定量的硅酸钠投入反应釜中,加水使之溶解,配成摩尔浓度为0.4-0.5mol/ L的硅酸钠溶液,用盐酸调节pH值至4.5-5.5,在室温下活化60-80min;(2)配制Al3+浓度为lmol/L的硫酸铝溶液和Fe3+浓度为lmol/L的三氯化铁溶液,在 快速搅拌下,向步骤(1)制备的聚硅酸溶液中,依次缓慢地加入适量的硫酸铝溶液和三氯化 铁溶液,不断搅拌使其聚合1.5-2.5h,静置陈化20-22h后,即可得到聚硅酸铝铁溶液,A1 / Fe摩尔比为1.5: 1;(3)按Mg/Si摩尔比为1:1称取固体硫酸镁,加入到步骤(2)制得的聚硅酸铝铁溶液 中,要求A1 /Si摩尔比为1.5:l、Fe/Si摩尔比为1:1,搅拌聚合2-2.5h后静置8-10h,然后在 向其中加入适量的纳米活性炭,搅拌聚合3-4h后,静置,30-40h,即得到改性聚硅酸铝铁 絮凝剂,纳米活性炭的质量为硫酸镁质量的10-15%。
【文档编号】C02F1/52GK105984928SQ201511014256
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】汪国栋
【申请人】马鞍山市宏泉净水剂厂