专利名称：高浓度聚合铝硅絮凝剂及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及高浓度聚合铝硅絮凝剂及其制备工艺，属于水处理领域中无机高分子絮凝剂的合成技术领域。
背景技术：
在水处理工艺中，混凝沉淀是应用最普遍的关键技术环节之一，混凝处理效果的好坏取决于混凝剂的品质，研制开发新型、高效、无毒、廉价的无机高分子混凝剂是当前国内外水处理界广泛关注的重要课题之一。
目前在国内外给水及废水混凝处理中，铝盐是技术最成熟、应用最广泛的无机混凝剂，然而在使用过程中给环境造成的二次污染也越来越引起人们的重视。有关研究表明，老年痴呆症与广泛使用无机聚合氯化铝絮凝剂有关，参见黄国伟，康静，张文治等，氟铝联合对体外人胚大脑神经细胞的毒性作用的研究，环境与健康杂志，1999，16(4)196～198。因此对铝盐系列混凝剂的研制和应用提出了更高的要求，需要在新的制备工艺及配方下研制开发出高效、低残留铝含量的新型铝盐无机高分子混凝剂。聚合铝硅絮凝剂正是应这一要求而开发出的一类新型铝硅复合无机高分子混凝剂。目前，铝、硅复合型絮凝剂主要可归为两大类一类是美国专利US Patent4923629、中国专利CN1069470A、CN1197038A所报道的硅、铝絮凝剂制备方法，实质上是由活化硅酸与传统铝盐的混合调制而成，它虽比传统铝盐凝聚剂具有更好的混凝效能，但铝的有效浓度低，稳定性相对也较差；另一类是聚合硅硫酸铝，美国专利US Patent4981675、中国专利CN1042340A、CN1082006A、CN1299783A均报道了其制备工艺，这种聚合硅硫酸铝虽具有优良的混凝效能，但其制备工艺复杂，原料品质要求严，制备成本高。此外，中国专利CN1049323A、CN1050708A、CN1059505A、CN1067031A还报道了以铝矾土、废铝屑等含铝粗制原料制备的铝硅复合型絮凝剂的工艺，但其产品有效浓度低、杂质多且含量高、稳定性也相对较差，质量难以保证。综观上述关于聚合铝硅的制备工艺，均是采用了复合法。
发明内容本发明针对现有技术现状，提供一种高浓度聚合铝硅絮凝剂及其制备工艺。
高浓度聚合铝硅絮凝剂，其有效成分为含Al2O3+SiO2的重量百分比为12％，按Al2O3的重量百分含量计为10～11％，碱化度B＝1.0～2.0，Al/Si摩尔比为10～30，pH2.0～3.5。
本发明以AlCl3·6H2O和聚硅酸作为主要原料，采用共聚法工艺，获得了高浓度、高储存稳定性的聚合铝硅絮凝剂。采用聚硅酸的分子量为105-106道尔顿。
所述的共聚法工艺是取定量的AlCl3·6H2O固体，按Al/Si的摩尔比10～30加入聚硅酸，然后加入Na2CO3至碱化度B＝1.0～2.0，共聚制得高浓度聚合铝硅絮凝剂，产品的有效浓度为按Al2O3+SiO2的重量百分含量计12％，按Al2O3的重量百分含量计10～11％。，密度大于1.1g/ml。
本发明的高浓度聚合铝硅絮凝剂适用于给水净化、废水处理过程中的除浊、除油、脱色以及其它固液分离过程。
本发明的聚合铝硅絮凝剂与现有技术相比具有如下优良效果本发明的高浓度聚合铝硅絮凝剂的优良效果如下1.主要解决了在水处理中普遍应用的聚合氯化铝絮凝剂存在的高残留铝问题，高浓度聚合铝硅絮凝剂的残余铝量为0.15～0.19mg/L，而现有的聚合铝的残余铝量为0.23～0.27mg/L；2.主要解决了常规合成的聚合铝硅絮凝剂有效成分含量低、稳定性差等问题，本发明高浓度聚合铝硅絮凝剂的有效成分百分含量为12％，现有的聚合氯化铝有效成分为10％以下；3.本发明以工业的AlCl3·6H2O和聚硅酸溶液作为主要生产原料，采用共聚法工艺生产制备的高浓度聚合铝硅絮凝剂，具有生产工艺简捷、经济、适用等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。
实施例1高浓度聚合铝硅絮凝剂，有效成分为含Al2O3+SiO2的重量百分比为12％，按Al2O3的重量百分含量计为10.5％，碱化度B＝1.5，Al/Si摩尔比为20，pH2.5，密度1.15g/ml。制备方法如下取定量的AlCl3·6H2O固体，按Al/Si的摩尔比20加入聚硅酸，聚硅酸的分子量为105-106道尔顿。然后加入Na2CO3，其摩尔数与AlCl3之比为1.5，至碱化度B＝1.5，共聚制得高浓度聚合铝硅絮凝剂，制得产品的有效浓度为按Al2O3+SiO2的重量百分含量计12％，按Al2O3的重量百分含量计10.5％。
实施例2高浓度聚合铝硅絮凝剂，有效成分为含Al2O3+SiO2的重量百分比为12％，按Al2O3的重量百分含量计为11％，碱化度B＝2，Al/Si摩尔比为30，pH3.5，密度1.2g/ml。制备方法如下取定量的AlCl3·6H2O固体，按Al/Si的摩尔比30加入聚硅酸，然后加入Na2CO3，其摩尔数与AlCl3之比为2.0，至碱化度B＝2，采用共聚法工艺制得高浓度聚合铝硅絮凝剂，制得产品的有效浓度为按Al2O3+SiO2的重量百分含量计12％，按Al2O3的重量百分含量计11％。
本发明所制备的聚合铝硅絮凝剂适用于给、废水的除浊、脱色处理，具有比聚合氯化铝更优的混凝效能。
应用实例之一将以上实施例1、2制备的No.1、2聚合铝硅絮凝剂产品用于高岭土混浊水的混凝除浊处理，同时与聚合氯化铝作对比。原水浊度为78NTU，pH值7.2，水温14℃，处理结果列于表1。
表1聚合铝硅的混凝除浊效果
从以上处理结果可见，聚合铝硅絮凝剂的混凝除浊效果明显优于聚合氯化铝絮凝剂。
应用实例之二将以上实施例1、2制备的No.1、2聚合铝硅絮凝剂产品用于含腐植酸的有色水的混凝除浊脱色处理，同时与聚合氯化铝絮凝剂作对比。原水色度以370nm吸光值表示，其值为0.175。pH值7.30，水温14℃，处理结果列于表2。
表2聚合铝硅的混凝脱色效果
从以上处理结果可见，聚合铝硅絮凝剂的混凝脱色效能也明显优于聚合氯化铝絮凝剂。
权利要求
1.一种高浓度聚合铝硅絮凝剂，其特征在于其有效成分为含Al2O3+SiO2的重量百分比为12％，按Al2O3的重量百分含量计为10～11％，碱化度B＝1.0～2.0，Al/Si摩尔比为10～30，pH2.0～3.5。
2.一种权利要求1所述高浓度聚合铝硅絮凝剂的制备方法，其特征在于，以AlCl3·6H2O和聚硅酸作为主要原料，采用共聚法工艺制得高浓度聚合铝硅絮凝剂，所述聚硅酸的分子量为105-106道尔顿。
3.如权利要求2所述高浓度聚合铝硅絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的共聚法工艺是取定量的AlCl3·6H2O固体，按Al/Si的摩尔比10～30加入聚硅酸，然后加入Na2CO3，其摩尔数与AlCl3之比为1～2，至碱化度B＝1.0～2.0，制得高浓度聚合铝硅絮凝剂。
4.权利要求1的聚合铝硅絮凝剂的应用，其特征在于用于给水净化、废水处理过程中的除浊、除油、脱色以及固液分离。
全文摘要
高浓度聚合铝硅絮凝剂及其制备工艺，属于水处理领域中新型无机高分子絮凝剂的合成技术领域。其有效成分为含Al
文档编号C02F1/52GK1556047SQ20031011455
公开日2004年12月22日 申请日期2003年12月31日 优先权日2003年12月31日
发明者高宝玉, 岳钦艳, 王曙光 申请人:山东大学