[发明专利]改性聚硅硫酸铁絮凝剂的制备工艺及系统

说明书

改性聚硅硫酸铁絮凝剂的制备工艺，属于聚硅硫酸铁的技术领域，以硫酸亚铁、硅酸钠、硫酸为原料，将硅酸钠加水配置成硅酸钠溶液，然后向其中加入硫酸，搅拌，混合后加入硫酸亚铁，混合均匀，然后边搅拌边滴加硝酸，于68‑75℃条件下，反应3‑5h，得反应物料，加入聚丙烯酸钠，搅拌混合，得到改性聚硅硫酸铁絮凝剂。本发明还公开了应用该工艺的系统，通过本发明的工艺及系统制备的聚硅硫酸铁絮凝剂絮凝效果好，没有任何污染，改性聚硅硫酸铁中二氧化硅含量为1％‑1.5％，铁含量为9％‑10％。

技术领域

本发明属于聚硅硫酸铁的技术领域，涉及聚硅硫酸铁的制备，具体涉及改性聚硅硫酸铁絮凝剂的制备工艺及系统，通过本工艺及系统制备的聚硅硫酸铁絮凝剂絮凝效果好，没有任何污染，本发明选用有机高分子阴离子型聚丙烯酸钠对无机高分子聚硅硫酸铁进行改性，通过选择适当的配比所制备的改性聚硅铁絮凝剂，既具有良好的储存稳定性，又能在针对废水净化处理中表现出较好的COD去除率及去浊率。

背景技术

聚合硫酸铁是一种性能优越的新型无机高分子絮凝剂，质量分数为11％的水溶液为红棕色透明溶液，优良的絮凝性能使其广泛各种城市生活污水中，由于不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水向转移，无毒，无害，安全可靠使其亦可用在饮用水的处理中。,它的除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著，也可用于工业废水处理中，如印染废水等，在铸造、造纸、医药、制革等方面等。

但是单一的聚合硫酸铁存在着聚合度不高，产品不稳定，存放时间短等很多缺点，对聚合硫酸铁进行复合改性成为近年来研究的热点，一方面加入某些添加剂形成配合物，另一方面加入阴离子或阳离子高分子聚合物使其产生协同作用。

现有技术中聚硅硫酸铁的制备主要按以下工艺进行操作：

(1)制备聚硅酸：称取一定量的Na₂SiO₃·9H₂O，配置成硅酸钠溶液，控制反应温度25℃左右，边搅拌边加入3mol/L的H₂SO₄，调节pH值达到2.0，在25℃放置一段时间，是硅酸有一定的聚合度，制得聚硅酸溶液；

(2)制备聚硫酸铁：以Fe₂(SO₄)₃为原料，加入适量蒸馏水，配置成硫酸铁溶液，控制Fe₂(SO₄)₃与H₂SO₄的摩尔比1：0.4，搅拌，溶解，得到聚硫酸铁絮凝剂；

(3)聚硅酸与聚硫酸铁的聚合：将制备好的聚硅酸加入到聚硫酸铁溶液中，混合均匀，用浓H₂SO₄调节pH值在1.5左右，搅拌，静置、陈化，得到PFSS聚硅硫酸铁产品。

上述操作过程复杂，制得的聚硅酸溶液和聚合硫酸铁溶液混合后聚合度会下降，影响絮凝剂的稳定性，在絮凝剂使用时，浊度去除率和COD_Cr去除率差。

发明内容

本发明为解决现有技术中絮凝剂稳定性差、絮凝效果差的问题，提供了一种改性聚硅硫酸铁絮凝剂的制备工艺及系统。本发明直接将硅酸盐和硫酸亚铁亚铁一起加入，按比例加入，反应聚合，操作过程简单，产品稳定度高。

本发明为实现其目的采用的技术方案是：

改性聚硅硫酸铁絮凝剂的制备工艺，以硫酸亚铁、硅酸钠、硫酸为原料，将硅酸钠加水配置成硅酸钠溶液，然后向其中加入硫酸，搅拌，混合后加入硫酸亚铁，混合均匀，然后边搅拌边滴加硝酸，于68-75℃条件下，反应3-5h，得反应物料，加入聚丙烯酸钠，搅拌混合，得到改性聚硅硫酸铁絮凝剂。其中水：硅酸钠的质量比为50：(8-10)。