[發(fā)明專利]一種聚合硫酸鋁改性膨潤土的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310462948.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN103521170A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林濤;李雪;徐永建;殷學(xué)風(fēng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/12
• 分類號(hào): B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于造紙工業(yè)領(lǐng)域，特別涉及一種聚合硫酸鋁改性膨潤土的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

膨潤土，是以蒙脫石為主的含水粘土礦，蒙脫石中間是鋁氧八面體，上下為硅氧四面體所組成的三層片狀結(jié)構(gòu)的粘土礦物，蒙脫石的主要元素為Na、Al、O、Si等，晶胞中還存在某些陽離子，如Mg、Na、K、Cu等，它們和晶胞作用很不牢固，易被其他陽離子交換。因此，膨潤土具有優(yōu)良的物理性質(zhì)，包括吸水性、溶脹性、黏結(jié)性、吸附性等，其中，溶脹性和吸附性具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，它也是衡量膨潤土好壞的重要指標(biāo)。

改性膨潤土的強(qiáng)吸附性和高膨脹性被廣泛應(yīng)用于造紙系統(tǒng)，表現(xiàn)出了相當(dāng)多的優(yōu)越性，例如，利用改性膨潤土在助留助濾、填料以及造紙廢水處理方面有了很大的發(fā)展，尤其是造紙廢水處理，利用改性膨潤土較好的吸附性能來處理廢水，吸附黑液中的有機(jī)物以及作為混凝劑來處理麥草漿黑液。但是，由于我國木材資源的匱乏，非木材資源的豐富，我國造紙?jiān)辖Y(jié)構(gòu)已經(jīng)悄悄地發(fā)生變化，竹漿草漿的投入比例開始上升，但是草漿竹漿原料相對(duì)于木材原料的硅元素含量較高，這些硅元素經(jīng)過蒸煮被帶入到制漿黑液，二氧化硅的存在使黑液在蒸發(fā)過程中黏度隨濃度的增大快速增加，從而影響黑液的蒸發(fā)，造成蒸發(fā)設(shè)備的結(jié)垢，黑液燃燒后隨綠液帶入到堿回收工段，綠液中的硅酸鈉在苛化過程中形成硅酸鈣，顆粒細(xì)膩難沉淀，難過濾，導(dǎo)致白泥洗滌困難，白泥殘堿量高，堿流失量大以及白泥煅燒成石灰需要很高的消耗，最終造成整個(gè)工段原料的大量損失，這就叫做“硅干擾問題”。

傳統(tǒng)的膨潤土除硅方法中，膨潤土在強(qiáng)堿性或者過飽和溶液中發(fā)揮作用，都必須提前加水潤脹，潤脹的膨潤土在水中成懸浮態(tài)，才具有膨脹以及吸附硅的性能，但是，這樣會(huì)使綠液pH下降，濃度下降。另外，經(jīng)過鋁鹽改性后的膨潤土經(jīng)過干燥，十分堅(jiān)硬，不易研磨，對(duì)機(jī)器能耗消耗大，并且剩下許多研磨不了的大顆粒造成原料的浪費(fèi)，造成企業(yè)生產(chǎn)成本的增加，降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種聚合硫酸鋁改性膨潤土的制備方法及其應(yīng)用，該制備方法反應(yīng)速度快、操作簡單，制得的聚合硫酸鋁改性膨潤土能夠用于綠液除硅，硅的去除率高，且除硅時(shí)綠液pH變化小。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種聚合硫酸鋁改性膨潤土的制備方法，其具體步驟為：

將硫酸鋁溶解于水中，攪拌成溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH值為4.0-8.0，然后靜置至溶液分層，倒出上清液，將膨潤土按其與硫酸鋁的質(zhì)量比為1:(1-5)加入到下濁液中，攪拌后靜置至分層，然后倒去上清液，將下濁液放入烘箱干燥，得到聚合硫酸鋁改性膨潤土。

所述的膨潤土為鈉基膨潤土或鈣基膨潤土。

用氫氧化鈉顆粒、氫氧化鈉溶液、碳酸鈉顆粒或碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值。

所述的靜置至溶液分層所需的時(shí)間為2-5h。

所述的將膨潤土加入到下濁液中的攪拌時(shí)間為2-5h，然后靜置10-24h。

所述的干燥時(shí)間為10-24h。

所述的聚合硫酸鋁改性膨潤土的制備方法制得的聚合硫酸鋁改性膨潤土作為綠液除硅劑的應(yīng)用。

所述的聚合硫酸鋁改性膨潤土的制備方法制得的聚合硫酸鋁改性膨潤土在制備綠液除硅劑中的應(yīng)用。

用所述的聚合硫酸鋁改性膨潤土的制備方法制得的聚合硫酸鋁改性膨潤土除綠液中硅的方法，其具體步驟為：

取澄清后的苛化段綠液倒入反應(yīng)容器中，加熱至90-100℃，然后向每1L綠液中加入10-50g的聚合硫酸鋁改性膨潤土，攪拌反應(yīng)后過濾，得到用聚合硫酸鋁改性膨潤土除硅后的綠液。

所述的攪拌反應(yīng)時(shí)間為5-30min。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的聚合硫酸鋁改性膨潤土的制備方法，先將硫酸鋁溶解于水中調(diào)節(jié)pH值并靜置分層，然后加入膨潤土攪拌，再經(jīng)后處理即可得到聚合硫酸鋁改性膨潤土。用聚合硫酸鋁這種聚合態(tài)大分子對(duì)膨潤土進(jìn)行改性，可以將膨潤土的層間距撐大，提高改性后膨潤土對(duì)硅的去除率，使其容易研磨。同時(shí)該制備方法還具有原料易得、反應(yīng)速度快、操作簡單、設(shè)備要求低、能耗低、成本低、且改性效果好的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明制得的聚合硫酸鋁改性膨潤土多孔疏松，比表面積大，易研磨，不用過篩，能夠降低對(duì)研磨機(jī)器的能耗，且對(duì)硅元素的吸附能力強(qiáng)，除硅效果好，可作為綠液除硅劑，尤其是造紙竹漿綠液除硅劑，并且在綠液除硅時(shí)可脫附循環(huán)利用，同時(shí)還可用于制備綠液除硅劑，尤其是造紙竹漿綠液除硅劑，能夠降低綠液除硅時(shí)除硅劑的用量，提高硅去除率，從而降低綠液除硅的成本。