专利名称：聚合硅酸-铝复合絮凝剂及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水处理用絮凝剂及制备方法，具体是一种聚合硅酸-铝复合絮凝剂及制备方法。
在水处理中，用絮凝剂除去杂质和悬浮态分散物质，采用的絮凝剂有硫酸铝、三氯化铁，其它无机低分子絮凝剂、聚合氯化铝、聚合硅酸和其它无机聚合絮凝剂、聚丙烯酰胺和其它有机聚合絮凝剂。
硫酸铝絮凝剂价廉，但聚集速度低，形成的絮状物小，在处理低温水时，聚集作用进行得不充分。用硫酸铝能大大降低碱度，必须与大量碱性化学药品或其它助凝剂一起使用。
三氯化铁处理水能形成大的絮状物，与重金属离子发生有效的共沉淀作用，但三氯化铁腐蚀性高，它的稳定性低，需和熟石灰一起使用，会产生大量污泥。
聚合氯化铝絮凝力强，即使在低温水中，絮状物的形成速度也较快，因而被广泛采用，但是聚合氯化铝生产所用原料成份复杂，过程长，条件难控制，很难得到聚合能力相同的产品，而且受铝矾土活性影响，一般净水剂有效成份25%左右，影响净水效果，铝盐含量过高又会对人体健康带来不利影响。再就是盐基度低，用碱调整浪费大量酸，使产品成本高。
聚合硫酸铁虽然效果高，但对设备腐蚀较大，投资多，水质难控制。
CN87101246A介绍日本一种水处理方法及絮凝剂，它采用高聚合硅酸和少量金属盐一起使用。该絮凝剂的优点是有极强的聚集能力，水处理费用比常规处理费低，但因聚合硅酸用水玻璃制取，受原料限制，难大规模生产，而且聚合硅酸和金属盐需分别生产、贮藏，运输和使用均较麻烦，不便推广，另外变成凝胶的聚合硅酸，不能再用作絮凝剂。
聚丙烯酰胺和其它有机聚合絮凝剂，能以较快的速度形成较大的絮状物，但有机絮凝剂的缺点难保证处理后的水总是安全无害。
本发明人先前提交的中国专利申请号90107193、5和CN1050708A，介绍了一种聚合硅酸-盐液体絮凝剂及制备方法和一种聚合硅酸-盐絮凝剂及制备方法，是用高炉水矿渣为主要原料，必要时配加少量铝或铁、铝矾土，于常温常压下，酸溶、聚合，在PH1.5-4.0聚合熟化，然后调整PH值到2左右，得液体絮凝剂，干燥成固体制得固体絮凝剂，优点是原料便宜，工艺较简单，产品净水力强，成本低。其缺点是液体的保存和使用PH值较低，对设备腐蚀较大，PH值过高又易于聚合，给保存带来困难，不便专业厂家生产。
本发明的目的是要集聚合硅酸絮凝剂与碱式氯化铝的优点为一体，提供一种高效低铝的净水剂及生产方法，该絮凝剂原料易得，腐蚀性小，保存期长，使用方便。
实现本发明目的的技术措施是提高硅酸与铝盐的比例到1∶1左右。利用硅酸与铝盐的相互作用可提高净水效果的原理。具体的制备是以铝矾土或/和铝灰屑为原料，在常压或2.0-3.0kg/cm2压力，105-140℃温度下用盐酸或/和硫酸溶解，反应原料酸与Al2O3的当量比为1∶0.55-1.2，然后用水稀释，再加入硅酸钙调整PH值为3.5-4.2，聚合2-8小时，即可得絮凝剂产品。
产品有效成份含量百分数为Al2O34.5-7.0，SiO23.5-6.0，Ca++3.5-5.0，Cl-6.0-8.0，其余有少量Mg++、Fe++、Mn++，PH3.5-4.2。
如使用盐酸和硫酸的混合酸生产，可保留SO-240.5-3.5%。
如用含铁物质代替含铝物质生产絮凝剂，只要工艺稍加改进即可。
本发明的优点是1、液体产品，PH＞3.0可长期保存腐蚀小，使用方便。
2、原料易得，与氯化铝相比，可大大减少沉淀和PH调整的困难，便于工业大批量生产。
3、与铝矾土生产的聚合氯化铝相比，铝矾土可节价50%，盐酸利用率可提高一倍，产品中铝含量可降低一半，可减小铝盐对人体，特别是对老年人的健康带来的危害。
实施例1取30%盐酸700kg，水700kg，以含Al2O340%计铝矾土400kg于反应釜中，加压到2.0-2.8kg/cm2，开动搅拌机，反应温度控制在120-138℃，反应2-4小时，取出，加水1000kg稀释，冷至40-60℃时，分次加入硅酸钙100kg，并适当搅拌，反应4-6小时，当PH3.5-4.2时过滤，聚合2-8小时即可。
实施例2取30%盐酸700kg、水700kg、以含Al2O340%计铝矾土305kg，于反应釜中，加压到2.0-2.8kg/cm2，开动搅拌机，反应温度控制在120-138℃，反应2-4小时后取出，加水1000kg，冷至40-60℃时，分次加入硅酸钙170kg，并适当搅拌，反应4-6小时，当PH到3.5-4.2时过滤，聚合2-8小时即得。
实施例3取30%盐酸700kg、水700kg，以含Al2O340%计铝矾土205kg，于反应釜中，加压2.2-3.0kg/cm2，开动搅拌机，反应温度控制在120-140℃，反应2-4小时取出，加水1000kg，冷至温度40-60℃分次加入硅酸钙300kg，反应4-6小时，当PH为3.5-4.2时过滤，聚合2-8小时即得。
实施例4
取30%盐酸700kg、水1400kg，以含Al2O340%计铝灰屑170-350kg于容器中，在常温常压下，反应3-4小时，加水300kg，分次加入硅酸钙90-240kg，反应6-8小时，并适当搅拌，当PH到3.5-4.5时过滤，聚合2-8小时即可。
实施例5取30%盐酸700kg、水700kg，以含Al2O340%计铝矾土450kg于容器中，于常压和温度105-135℃下反应4小时，加水1000kg，分次加入硅酸钙110kg，并适当搅拌，反应6-8小时，当PH3.5-4.2时过滤，聚合2-8小时即可。
本絮凝剂与碱式氯化铝(PAC)净水效果比较原水PH7.2、温度25℃投药量 原水浊度 15分钟 30分钟mg/l 剩余浊度 剩余浊度本絮凝剂 10 500 20 ＜8PAC 12 500 25 8本絮凝剂 12 1000 25 8PAC 18 1000 30 10本絮凝剂 18 2000 20 ＜8PAC 25 2000 25 8注PAC含Al2O31.0% B65%为铝矾土生产CaO调制的产品。
由此可见，本法制备的絮凝剂的净水效果优于PAC。
权利要求
1.一种聚合硅酸-盐复合絮凝剂，其特征是有效成份百分含量Al2O34.5-7.0，SiO23.5-6.0，Ca++3.5-5.0，Cl-6.0-8.0和/或有SO-240.5-3.5，其余有少量Mg+、Fe++、Mn++，余量为水，PH3.5-4.5。
2.一种制备权利要求1絮凝剂的方法，其特征是以铝矾土或/和铝灰屑为原料，在常压或2.0-3.0kg/cm2压力，常温或105-140℃温度下，用盐酸或/和硫酸溶解，反应原料酸与Al2O3的当量比为1∶0.55-1.2，反应4-8小时，然后用水稀释，再加入硅酸钙调整PH值到3.5-4.5，在40-60℃下过滤，聚合2-8小时，即可。
3.如权利要求2制备聚合硅酸-铝复合絮凝剂的方法，其特征是用铝灰屑为原料时，在常温常压下酸溶。
4.如权利要求2制备聚合硅酸-铝复合絮凝剂的方法，其特征是以铝矾土为原料时，在常压或2.0-3.0kg/cm2压力，105-140℃温度下酸溶。
全文摘要
一种聚合硅酸—铝复合絮凝剂，其有效成份百分含量Al
文档编号C02F1/52GK1059505SQ91109348
公开日1992年3月18日 申请日期1991年9月28日 优先权日1991年9月28日
发明者张伯温, 吴位能 申请人:张伯温, 吴位能