[发明专利]一种用高岭土制备高效聚硅酸铝铁絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机絮凝剂技术领域，具体涉及一种用高领土制备高 效聚硅酸铝铁絮凝剂的方法。

背景技术

絮凝剂能促进胶体微粒及其它悬浮颗粒凝聚成无定型絮凝物沉淀 下来，是一种污水处理过程中必须的化学试剂。由于有机高分子絮凝 剂可能存在毒性加上价格昂贵，水处理上应用很少。目前无机高分子 絮凝剂研究较多的是聚铝盐絮凝剂和聚铁絮凝剂。铝盐絮凝剂絮体 大，除色性能好，但不易沉淀；铁盐絮凝剂絮体密实，沉降速率快， 但铁离子对工业用水有着不良影响，且对设备有强烈腐蚀性，也限制 了它在水处理各方面的应用。聚硅酸铝铁絮凝剂综合了聚硅酸的吸附 架桥性能强及铝盐，铁盐的优点，在除浊，脱色，去除重金属离子等 方面有很好效果。

粉煤灰、煤矸石、高领土等具有与聚硅酸铝铁相似的元素组成， 相关研究工作者以这些原料制备聚硅酸铝铁絮凝剂的方法，如 CN103408117A(名称为一种利用粉煤灰生产聚硅酸铝铁絮凝剂的简 易方法)，如CN101823721A(名称为利用生产聚硅酸铝铁絮凝剂的 方法)等都需对原料进行高温焙烧，由于厚度不均匀，表面被加热的 速率高于内部等造成焙烧不均匀，而微波辐射能够穿透合适的材料， 且电磁能量的消散使材料整体得到快速而均匀的加热.这种整体加热 能节约大量能量(几乎只要十分之一)，处理的时间和温度显著减少。 因此将微波技术用于活化原料，能使原料更有效得参与后续系列反 应。

发明内容

本发明采用微波辅助作用充分地均匀地活化高岭土，制备高效聚 硅酸铝铁絮凝剂，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)将90g高领土微波辐射0.5h，然后加入4mol/L的的盐酸，在 70-80℃恒温水浴中以150r/min的转速搅拌2h，抽虑。

(2)将滤液和FeCl₃溶液以1∶1的摩尔比混合，加碱液调节pH为3， 静置2h使之聚合得到聚合铝铁溶液。

(3)将滤渣和NaOH固体混匀，在160℃下反应5h，将反应液抽虑得 到Na₂SiO₃溶液。向浓度为5％的Na₂SiO₃溶液中加入一定量6mol/L 的盐酸，调节pH为3-4，聚合2h得到聚硅酸溶液。

(4)将聚硅酸溶液和聚合铝铁溶液按一定比例混合，室温下以一定 100r/min的转速搅拌使之反应2h，静置1天，得到聚硅酸铝铁溶液。

步骤(1)中高领土在700～900w功率下进行微波辐射0.5h能使 高岭土具有最大活性，这可从与盐酸反应的速率可证明。

步骤(2)中将酸浸之后的滤液和已知浓度的FeCl₃溶液以1∶1的摩 尔比混合，加碱液调节pH为3，聚合得到聚合铝铁溶液，pH过高会 在制备过程中生成氢氧化物沉淀而使实验失败，pH较低时水合离子 的解离困难，聚合产物产量降低也影响絮凝结果。

步骤(4)中将聚硅酸溶液和聚合铝铁溶液按一定比例混合，其中 Si与Al的摩尔比为2∶1，当Si的含量较高，易形成了凝胶，不容易沉降 下来。而且电中和能力也会下降；Si与Fe的最优摩尔比为2∶1，比例大 于2以后，透光率明显下降，这是由于铁与羟基和聚硅酸的配合能力 比铝强，所以随着铁的含量增多，越来越多的铁与羟基和聚硅酸形成 了高聚合度的聚合物，铁的存在有助于提高产品的聚合度，但随着聚 合度的增大，产品的稳定性将会下降。

本发明用高领土为原料制备聚硅酸铝铁絮凝剂的方法，成本低， 产品稳定性好，经过对絮凝效果的检测，包括沉降速度，脱色性能、 透光率，证明了其在工业用水的预处理，造纸废水、印染废水中除浊， 脱色，去除重金属离子和生活污水的处理等方面有很好效果。

具体实施方式

实施例1

(1)将90g高领土微波辐射20min，然后加入4mol/L的的盐酸，在 70-80℃恒温水浴中以150r/min的转速搅拌2h，抽虑。

(2)将滤液和FeCl₃溶液以1∶1的摩尔比混合，加碱液调节pH为3， 静置2h使之聚合得到聚合铝铁溶液；