[發明專利]無機氧化性高分子硅鐵混凝劑及其制備工藝和應用

無效

• 申請號: 200810015784.X
• 申請日: 2008-05-07
• 公開（公告）號: CN101333023A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 付英;于水利;高寶玉;于衍真;邱立平;馮研;譚娟
• 申請（專利權）人: 濟南大學;付英
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無機氧化性高分子硅鐵混凝劑、其制備工藝及作為混凝劑 在水處理中的應用。

背景技術

鋁鹽、鐵鹽是水處理領域的專用無機混凝劑。鋁鹽處理水中殘存的鋁 具有累積的生物毒性，其污泥不能回用且無害化處理難度大，因此無毒鐵 類混凝劑在國內外水處理領域得到廣泛應用和迅速發展，其發展經歷三個 階段：傳統鐵鹽、無機高分子鐵鹽、無機復合高分子鐵鹽。無機高分子硅 鐵混凝劑是鐵鹽中的最新品種，是硅和鐵的絡合物，研制于20世紀90年 代初的日本，但均以專利形式報道，該混凝劑凈水效果好、投量少、絮體 沉降性能好、pH適用范圍寬、無毒、污泥可農田回用等，因此成為國內外 水處理領域的研究熱點。國內外大都采用兩種方法制備高分子硅鐵鹽：1) 復合法，是先將原料分別水解預羥基化后再混合；2)共聚法，是先將原料 混合后再共同水解羥基化。制備目標是形成羥基化的更高聚合度的無機高 分子形態，以達到優異的凈水性能。國內于20世紀末開始進行此方面研究。

目前雖然對高分子硅鐵混凝劑制備、性能、影響因素及形態等方面進 行了較多研究，但產品穩定性仍然較差，綜合除污染性能的提高未有突破 進展。為提高硅鐵鹽混凝劑的多功能性，國內CN1210818(中華人民共和國 國家知識產權局)以添加氧化劑方式(如高錳酸鉀或過氧化氫等)制備氧 化型聚硅酸鐵，氧化劑的添加使該混凝劑成本較高，導致產業化有一定難 度。這些缺陷導致無機高分子硅鐵混凝劑及其氧化改性劑直到目前仍沒有 形成一定的市場規模。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術中存在的不足之處，提供一種穩定性 較好，且具有氧化性的低成本無機高分子硅鐵混凝劑及其制備工藝。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

無機氧化性高分子硅鐵混凝劑的原料及含量為：

所有百分數為重量百分數；

所用的水玻璃的模數為3.1～3.4，工業級，液體。

所用的稀硫酸為工業級，液體。

所用的七水硫酸亞鐵為工業副產品，全鐵含量大于80％，固體。

所用的氯酸鈉為工業級，固體。

所用的穩定劑為工業級的酒石酸鈉、鹽酸及次氯酸鈉的混合液，酒石 酸鈉與鹽酸與次氯酸鈉的重量比為1∶3∶7。

所述無機氧化性高分子硅鐵混凝劑的制備工藝為：

a、將12.5％～24％的水玻璃用33％～54％的水稀釋；

b、在溫度為20℃～40℃及攪拌速度為300轉/分鐘～500轉/分鐘的條件 下，將上述稀釋的水玻璃加入到3％～5％的質量分數為40％的稀硫酸溶液中， 控制pH值為1.5～3.5，攪拌4分鐘后停止，靜置1小時～4小時，制得聚硅 酸，待用；

c、在溫度為25℃～55℃下，將9％～28％的七水硫酸亞鐵加入到9％～18％ 的質量分數為40％的稀硫酸溶液中，以150轉/分鐘～300轉/分鐘的速度攪 拌10分鐘，制得硫酸亞鐵溶液；

d、在溫度為25℃～55℃及攪拌速度為200轉/分鐘～400轉/分鐘的條件 下，將待用的聚硅酸加入到上述硫酸亞鐵溶液中，同時加入0.5％～1.9％的 氯酸鈉，5分鐘后停止攪拌，制得無機氧化性高分子硅鐵混凝劑半成品；

e、將上述的無機氧化性高分子硅鐵混凝劑半成品在25℃～55℃溫度下 靜置30分鐘后，在100轉/分鐘～200轉/分鐘的攪拌條件下，加入 0.018％～0.35％的酒石酸鈉與鹽酸與次氯酸鈉的重量比為1∶3∶7的穩定劑， 5分鐘后停止攪拌，常溫下靜置30分鐘～60分鐘，稀釋，制得黃褐色或黃 綠色的液體產品；

f、將固化劑加入到上述未稀釋的液體無機氧化性高分子硅鐵混凝劑中， 晾干、粉碎，或不加固化劑自然晾干、粉碎，制成黃褐色或黃綠色的粉末 狀固體產品。

本發明的優點是：

1、本發明采用不添加氧化劑(如高錳酸鉀或過氧化氫等)，而是采用 氧化和共聚同時進行的方法(氧化共聚法)對高分子硅鐵鹽進行氧化改性 (這里氧化是指用氯酸鈉將二價鐵氧化成三價鐵的氧化過程)，制備低成本 且具有氧化性的硅鐵混凝劑，該混凝劑屬于無機高分子復合混凝劑，不含 鋁等對生物有害物質。