[發明專利]一種擬制水中二氧化硅垢沉積的環保型復合阻垢劑

無效

• 申請號: 200810034887.0
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN101244871A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 張冰如;李風亭
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F5/12
• 分類號: C02F5/12;C08L77/06;C08L67/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于工業水處理技術領域，具體涉及一種阻止水中二氧化硅垢沉積的環保型阻垢劑。

背景技術

在工業水處理領域中，原水通常含有大量的堿土金屬陽離子如Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺等和陰離子基團如CO₃^3-，SO₄^2-和PO₄^3-等，以及可溶性的二氧化硅。在一定條件(如蒸發，濃縮等)下，這些陽離子和陰離子極易結合形成CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄、Ca₃(PO₄)等無機鹽垢，二氧化硅會聚合形成不溶性的膠體二氧化硅垢，這些垢沉積于水處理管道和設備表面造成危害。而二氧化硅垢不同于無機鹽垢，二氧化硅垢一旦形成，就很難除去。

在自然界中，硅元素常常以二氧化硅和硅酸鹽的形式存在。二氧化硅又分為結晶型SiO₂和無定型SiO₂。結晶型二氧化硅溶解度<6mg·L^-1，無定型二氧化硅的溶解度在中性pH和25℃時為120mg·L^-1。硅酸鹽除鈉、鉀等堿金屬的硅酸鹽可溶性外，其余都不溶。

天然水中溶解性二氧化硅來源于礦石和巖石的風化，二氧化硅含量通常<40mg·L^-1，但有些地區高達40～180mg·L^-1。二氧化硅和硅酸鹽在水中的溶解主要是由于Si—O—Si鍵的水解，形成正硅酸Si(OH)₄而釋放到水中。SiO₂是正硅酸的酸酐。正硅酸H₄SiO₄是一種弱酸，其電離常數pKa₁＝9.5，說明在pH為9.5時，有50％的硅酸發生電離。pH7～9時，H₄SiO₄電離很少，SiO₂基本是以未離解的H₄SiO₄形式存在，雖然H₄SiO₄可以發生聚合反應，但在二氧化硅飽和溶液中，二聚體的其含量<5％。在pH>9，H₄SiO₄逐漸分解為水溶性較好的正硅酸離子(H₃SiO₄^-)，此時SiO₂是以H₃SiO₄^-的形式存在，溶解度度明顯提高。二氧化硅的溶解度強烈依賴于溫度和pH，通常二氧化硅在水中的溶解度是指無定型二氧化硅，25℃時，不同pH下的溶解度見表1。

表1??25℃時，不同pH條件下SiO₂的溶解度