[發明專利]一種硼化聚硅酸鹽絮凝劑的制備方法

有效

• 申請號: 200910079180.6
• 申請日: 2009-03-04
• 公開（公告）號: CN101823783A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 王小雄;劉發強;朱家儀;劉光利;梁寶鋒;曹鳳霞;趙保全;史小云;趙旭濤;楊岳
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 張茵

技術領域

本發明涉及一種硼化聚硅酸鹽多功能絮凝劑的制備方法，特別是包含有機硼化合物在內并與多種無機離子相結合的含硼聚硅酸鹽多功能絮凝劑的制備方法及其在水處理和煉油工業的應用。

背景技術

聚硅酸鹽是一種新型無機高分子絮凝劑，它是在聚硅酸及傳統的聚鋁、聚鐵等無機高分子絮凝劑的基礎上發展起來的聚硅酸與無機鹽類的反應產物，是目前國內無機高分子絮凝劑研究的熱點。由于聚硅酸分子鏈中嵌入金屬離子，使該類絮凝劑不但具有電中和作用，而且具有卷掃網捕及吸附架橋作用，絮凝效果優于其它無機絮凝劑。傳統的絮凝劑聚鋁的特點是形成的絮體大，但絮體松散易碎，沉降速度慢，且存在殘余鋁超標而引發老年癡呆的問題；聚鐵的特點是形成的絮體密實，沉降速度快，但絮體小，網捕卷掃效果差，處理后水的色度深。

聚硅酸金屬鹽絮凝劑的研制在國外始于20世紀80年代，加拿大漢迪化學品公司首先在1989年首先報道了聚合硅酸鋁(PASS)的研制成功。目前，國內外制備聚硅酸鹽的方法主要有(1)以礦石、廢礦渣、粉煤灰等作為原料進行制備；所得產品的有效濃度一般低于10％，產品的凝聚效果優于硫酸鋁。(2)將鋁鹽引入到聚硅酸溶液中進行制備。(3)用硅酸鈉、鋁酸鈉和硫酸鋁等作為原料在高剪切工藝條件下進行制備。聚硅酸鹽絮凝劑存在一大缺點是儲存穩定性差，不便于長久存放，必須現配現用，給使用者帶來了不便。關于含硼聚硅酸鹽絮凝劑的研制，國內有相關的專利和文章報導。專利CN200710029328.6報導了一種聚合硅酸硼鎂鋁鐵絮凝劑的制備方法，它是以硅酸鈉、硼砂、鋁鹽、鎂鹽和鐵鹽為主要原料，水為溶劑，制備成產品為聚合硅酸硼鎂鋁鐵，該專利產品是用硼砂作為硼的導入物質，是以硼酸根的形式存在。專利CN200710117682.4報導了一種含硼聚合硅酸硫酸鋁鐵絮凝劑的制備方法，該專利產品是用四硼酸鈉作為硼的導入物質，也是以硼酸根的形式存在，工藝與CN200710029328.6報導基本相同，這兩項發明都是以無機硼元素的形式引入到聚硅酸絮凝劑。無機硼元素的引入對于產品穩定性的提高有一定的作用，但是儲存周期還是比較短。

發明內容

本發明的主要目的是解決聚硅酸鹽絮凝劑的儲存穩定性問題，在聚硅酸鹽絮凝劑產品中引入了有機硼，使該產品的儲存周期大大加長，可以存放9個月而不變質。其次，由本產品除具有良好的除濁性能外，還具有優良的除油效果，適合于煉油廠及油田廢水等含油廢水的處理。

本發明提供一種硼化聚硅酸鹽絮凝劑的制備方法，以下列物質作為原料，以硼化聚硅酸鹽絮凝劑為100質量份計，包含堿金屬硅酸鹽1～20份，鋅鹽1～8份，鋁鹽1～6份，有機硼酸酯1～4份；具體制備方法包括以下步驟：

(1)用水將堿金屬硅酸鹽稀釋配制成質量百分比濃度為1～40％的溶液，將鋁鹽和鋅鹽分別配制成質量百分比濃度為1～40％的溶液，備用；

(2)用酸調節(1)中配置好的堿金屬硅酸鹽溶液的pH值，使其小于6或大于10，調節反應溫度為0～60℃，聚合1～10小時，陳化1～24小時；

(3)將有機硼酸酯和(1)中配置好的鋅鹽和鋁鹽溶液加入到(2)中所述的陳化樣中，調節反應溫度為0～60℃，反應1～10小時，靜置2～24小時獲得所需產品。

本發明所述的堿金屬硅酸鹽可以為純的硅酸鈉、硅酸鉀或含有硅酸鈉、硅酸鉀的水玻璃、經過加酸陳化處理水淬渣、電廠粉煤灰得到的堿金屬硅酸鹽中的一種。

本發明所述的鋅鹽可以是含鋅的硫酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽及磷酸鹽等。

本發明所述的鋁鹽可以是含鋁的硫酸鹽、氯化鹽、硝酸鹽及磷酸鹽等。

所述的有機硼酸酯是指硼酸單烷基酯和硼酸雙烷基酯的混合物，其中的烷基為C1-C8的烷基。

所述的酸可以是無機酸，也可以是有機酸，或者無機酸和有機酸的混合物。無機酸如硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、硼酸、高氯酸等，有機酸如甲酸、乙酸、苯磺酸、檸檬酸、酒石酸、苯甲酸等。

由于在pH值6～10之間很容易聚合形成凝膠，失去絮凝活性，所以本發明在絮凝劑的制備過程中需要調節pH在小于6或大于10的范圍。