[發明專利]聚硅酸氯化鐵絮凝劑的制備方法

無效

• 申請號: 201210389618.2
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102910717A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 余勇;朱濤;李國華;李慶新
• 申請（專利權）人: 湖北集萃化工科技有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 王鴻謀;楊小蓉

技術領域

本發明是聚硅酸氯化鐵絮凝劑的制備方法，屬于水的凈化、廢水處理技術領域。

背景技術

水資源問題在全世界被引起廣泛的關注，1998年世界環境與發展委員會（WCED）提出：水資源正在取代石油，可能成為在引起全世界范圍內危機的主要問題。我國是一個干旱、缺水相對較嚴重的國家，水資源總量名列世界第6位，為28405億m³，人均只有2210m³，僅為世界平均水平的1/4，而全球有13個人均水資源最貧乏的國家，我國就是其中一個。目前據統計中國全國669座城市中有400座供水不足，其中110座嚴重缺水。水資源短缺已經成為中國，特別是中國北方地區經濟社會發展的重要制約因素，水資源的形勢十分嚴峻。

多年來盡管政府部門和企業在水資源的可持續利用，水污染控制方面做了大量的工作，但也僅僅是體現于廢水和主要污染物排放得到基本遏制，很多問題沒有得到真正的解決。而這種水資源短缺和水污染并存的局面，嚴重威脅著人們的生活和經濟的可持續發展。因此，只有對排放廢水進行有效凈化和回用，才能使我們有限的水資源滿足人們日益增長的生產和生活的需要。

絮凝法由于高效、簡單而又經濟，已成為重要的水處理方法或前置單元操作技術，在水處理中占有極其重要的地位。現在的絮凝劑主要分為無機絮凝劑與有機絮凝劑。其中有機高分子絮凝劑與無機高分子絮凝劑相比，雖然具有用量少、絮凝速度快、受其共存鹽類和體系pH值及環境溫度影響小、生成污泥量少且易處理等優點，但是，大都存在一定的毒性，嚴格來說不適宜在飲用水中進行應用。無機高分子絮凝劑是60年代后在傳統的鋁鹽、鐵鹽的基礎上發展起來的一類新型的水處理藥劑，但由于鋁離子有潛在的毒性，因此也不適宜在飲用水處理中使用，因此，近年來，含鐵的無機高分子絮凝劑成為水處理藥劑研究中的熱點。20世紀90年代初期，人們開始了對聚硅酸鐵鹽的研制。經研究發現，該絮凝劑具有pH值適用范圍廣、絮凝沉降速度快、安全、無毒等有點。

目前，應用較為廣泛的含鐵的絮凝劑主要有三氯化鐵、聚合硫酸鐵以及聚合氯化鐵。其中，三氯化鐵以及聚合硫酸鐵的生產工藝較為成熟，被廣泛應用。但是三氯化鐵中游離酸含量較高，在應用過程中，對設備具有腐蝕性，因此，應用受到很大的限值。而聚合硫酸鐵，相對與三氯化鐵，其生產工藝較為復雜，并且采用較多的是用工業硫酸、硫酸鐵，硅酸鈉等為原料進行制備，生產過程存在一定的危險性，造成其生產成本較高。聚合氯化鐵由于它的穩定性較差，一直在市場上沒有得到廣泛的應用。

在CN1266819A中曾報道，用酸洗廢液制備聚合氯化鐵絮凝劑，該方法需要補加鐵屑，還要用酸調節其堿化度。但是對于其原料而言會受一定的限值，因為在鋼鐵工業中能產生的鐵屑量是一定，并且在使用之前需要進行一定的處理，否則會對環境產生不利影響，這使生產工藝上又要多了一步，耗費人力物力，不經濟。而在CN1210818A中提到的聚硅酸氯化鐵的制備方法，直接用三氯化鐵為原料制備聚合氯化鐵，再與聚硅酸復合，此方法成本較高，工藝也較復雜。CN101003390A是以工業酸洗廢液和氧化鐵皮為主要原料，據有關資料表明，工業酸洗廢液，其懸浮物、濁度、pH值均會嚴重超標，可造成嚴重的環境污染，因此，根據此方法所述，在進行利用前應對其進行一定的處理，才能到達理想的效果，使得在制備的工程中需要增加格外的成本，也不經濟。

發明內容

本發明聚硅酸氯化鐵絮凝劑的制備方法，能解決上述方法的缺點，本方法具有

原料容易

得到、工藝簡單、成本低，效果優于常規絮凝劑的優點。本發明是按以下技術方案實現的，本發明聚硅酸氯化鐵絮凝劑的制備方法的特征包括以下步驟：

1）聚合氯化鐵的制備：取赤鐵礦Fe₂O₃粉，以濃度為6~8mol/L的工業鹽酸加入其中，在75~95℃水浴加熱器中進行氧化反應，攪拌2~3小時，然后過濾，得到三氯化鐵溶液；在38~42℃水浴中用氫氧化鈉調節所述的三氯化鐵溶液的pH值在1.2~1.6之間，攪拌反應28~32分鐘，熟化24小時，得到聚合氯化鐵溶液；

2）聚硅酸的制備：用稀硫酸逐步加入到硅酸鈉溶液中，調節其pH值為1.8~2.2，活化28~32分鐘，得聚硅酸溶液；

3）聚硅酸氯化鐵的制備：將聚合氯化鐵溶液與聚硅酸按鐵硅物質的量比為1:1進行混合，在溫度為38~42℃的條件下，調節所述的混合溶液的pH值為1.8~2.2，陳化2小時，制得聚硅酸氯化鐵溶液。

所述的絮凝劑適用于廢水處理，水凈化。