[发明专利]聚合氯化铝钛无机复合混凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种聚合氯化铝钛无机复合混凝剂及其制备方法和应用，包括：(1)在搅拌的条件下，将无水氯化铝加入至冰水浴的去离子水中，得到氯化铝溶液；(2)将四氯化钛滴加至步骤(1)的氯化铝溶液中，继续搅拌，得到四氯化钛和氯化铝混合溶液，四氯化钛与氯化铝的摩尔比为(3:1)～(1:1)；(3)向步骤(2)的四氯化钛和氯化铝混合溶液中滴加一定浓度的碱溶液至碱化度为0.5～1.0，然后继续搅拌1.5～4h至溶液无沉淀。采用该方法制得的混凝剂具有稳定性高、对胶体物质的吸附架桥能力强、混凝效果好、出水pH变化小以及方便后续处理，将其应用于给水和废水处理，具有良好的水处理效果。

技术领域

本发明涉及环境与化学技术领域，尤其涉及一种聚合氯化铝钛无机复合混凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

近些年来，四氯化钛作为一种新型的水处理剂而受到了较为广泛的关注。四氯化钛相对于传统的铝盐混凝剂具有更加优良的除浊效果。同时，四氯化钛作为混凝剂还具有絮体大和絮体沉降速度快等优点，并且通过采用四氯化钛混凝剂进行混凝处理，产生的污泥通过高温煅烧，可以制得具有光催化性能的二氧化钛材料和纳米二氧化钛材料。因此，四氯化钛混凝剂还具有一定的环保效益。

目前，对钛盐混凝剂的研发和研究还不完善，由于四氯化钛溶液本身的强酸性，以及钛离子水解后会生成大量的氨离子，造成混凝出水的pH值较低，这也会影响其混凝出水的后续处理过程。现有技术中，通过采用预加碱的方式制备出聚合氯化钛(polytitaniumchloride,PTC)混凝剂，虽然对四氯化钛混凝出水pH值偏低的问题有了一定改善，但是仍然难以达到传统铝盐混凝剂出水的pH值变化范围，同时，现有技术中的钛盐混凝剂絮体形成速度相对较慢，很难达到传统铝盐絮体形成的速度。因此，无论是四氯化钛混凝剂还是聚合氯化钛混凝剂在某种程度上都无法达到传统混凝剂的混凝处理效果，严重影响后续水处理进程，使钛盐混凝剂无法真正被广泛应用。

发明内容

本发明提供了一种聚合氯化铝钛无机复合混凝剂及其制备方法和应用，以解决上述现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明提供了一种聚合氯化铝钛无机复合混凝剂，为浅白色透明溶液，铝离子和钛离子的有效金属离子的质量浓度之和为153.3～165.1g/L，铝离子和钛离子的有效金属离子的质量分数之和为2.67～3.47％。

另一方面，提供了一种聚合氯化铝钛无机复合混凝剂的制备方法，包括：

(1)在搅拌的条件下，将无水氯化铝加入至冰水浴的去离子水中，得到氯化铝溶液；

(2)在搅拌的条件下，将四氯化钛滴加至步骤(1)的氯化铝溶液中，得到四氯化钛和氯化铝的混合溶液，所述四氯化钛与氯化铝的摩尔比为(3:1)～(1:1)；

(3)在搅拌的条件下，向步骤(2)的四氯化钛和氯化铝混合溶液中滴加一定浓度的碱溶液至碱化度为0.5～1.0，然后继续搅拌1.5～4h，至溶液无沉淀。

进一步地，步骤(1)中还包括：通过冰水浴使氯化铝溶液的温度保持在0～4℃。

进一步地，步骤(1)中得到氯化铝溶液的质量分数为3.68～10.43％。

进一步地，步骤(2)中四氯化钛的滴加速度为0.5～1mL/min。

进一步地，步骤(2)中四氯化钛的质量浓度为99～99.9％，所述的四氯化钛与氯化铝的摩尔比为2:1。

进一步地，步骤(3)中的碱化度为1.0。

进一步地，步骤(3)中的碱溶液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的浓度为100g/L，氢氧化钠的滴加时间为10～30min。