[發明專利]一種無機高分子除磷劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011023730.5
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112142179B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 徐緒箏;虞紅波
• 申請（專利權）人: 北京環球中科水務科技股份有限公司
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F101/10
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 丁繼恩

本發明涉及環境污染治理材料，具體公開了一種無機高分子除磷劑及其制備方法與應用。本發明通過對原料的選擇及制備工藝的優化，開發得到一種Ala含量大于70％、同時Alc含量小于15％的無機高分子除磷劑，可應用于水體除磷領域。本發明所述的無機高分子除磷劑由于具備預制聚合形態，投加入水體后不會快速水解，減小了對水體pH的影響，克服了現有除磷劑對設備腐蝕嚴重等問題。同時，本發明提供的無機高分子除磷劑還具有除磷效率高、出水濁度穩定、對水體色度影響小等優勢，具有良好的推廣應用前景。

技術領域

本發明涉及環境污染治理材料，具體地說，涉及一種無機高分子除磷劑及其制備方法與應用。

背景技術

無機高分子水處理功能材料是近年快速發展的一類新型無機高分子材料，其具有用途廣泛、毒性低、腐蝕性小等優點，目前被廣泛應用到水處理、污泥處理處置的各個環節。

根據研究表明，鋁具有不同水解聚合的賦存形態，其中Al₂-Al₈等低水解聚合形態被稱為Ala、Al₉-Al₃₀等中等水解聚合形態被稱為Alb，更高的水解聚合形態被稱為Alc。

研究發現，不同賦存形態的鋁系高分子材料可對應于不同的水處理功能，故可針對不同的水處理目的，開發具有不同賦存形態的鋁系高分子材料。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種無機高分子除磷劑及其制備方法與應用。

為了實現本發明目的，本發明的技術方案如下：

第一方面，本發明提供一種無機高分子除磷劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)將含鋁固體原料粉碎至100-200目，加入第一反應器(反應器1)；

向反應器1中加入工業鹽酸或工業鹽酸與硫酸的混合酸，加入量為含鋁固體原料中鋁元素質量的15-20倍，優選16-18倍；

將反應器1密閉，升溫至110℃-130℃，反應2-3個小時；

將反應產物加入第二反應器(反應器2)中；

(2)將反應器2升溫至85-90℃，在持續保溫的條件下，分批次投加200目以上的鋁酸鈣粉，總投加量為含鋁固體原料中鋁元素質量的30％-100％(m/m)，優選60％-90％(m/m)，投加過程需持續1-1.5小時，投加完成后持續攪拌反應1小時以上；

(3)待步驟(2)獲得的反應液降溫至40℃以下，通過泥漿泵將反應液注入凈化裝置，進行隔膜壓濾，得到液體產品，即為無機高分子除磷劑。

進一步地，在步驟(1)中，所述含鋁固體原料若為水合狀態時，先進行烘干處理，將含鋁固體原料的含水量控制在10％以下。作為一種示例性說明，所述烘干處理具體可以為：在120℃下烘干30分鐘以上。

進一步地，在步驟(1)中，所述含鋁固體原料選自氫氧化鋁、鋁礬土、高鋁粉煤灰中的一種或多種。

進一步地，在步驟(1)中，所述工業鹽酸的濃度為25％，所述工業鹽酸與硫酸的混合酸中硫酸比例小于10％。

進一步地，根據具體需求，在步驟(1)中，還可向反應器1中加入FeCl₃、硫酸鐵或含鐵酸作為反應添加劑，控制鐵元素的質量不超過所述含鋁固體原料中鋁元素總質量的20％(m/m)，可在一定程度下提高本發明所述無機高分子除磷劑與水體中磷的結合能力。同時需要說明的是，對于未在制備方法中引入上述反應添加劑而制備得到的無機高分子除磷劑，可適用于具有特殊要求或條件(如不可引入Fe)的工況環境中。

進一步地，在步驟(3)中，通過隔膜壓濾的方式，壓榨60分鐘以上，得到液體產品，液體產品常溫熟化2小時以上，如有沉淀產生可進行二次壓濾，壓濾后的液體產品即為無機高分子除磷劑。