CN100369827C - 一步法生产碱式聚合硅酸硫酸铝的方法 - Google Patents

一步法生产碱式聚合硅酸硫酸铝的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种一步法生产碱式聚合硅硫酸铝的方法。该方法是：把浓度为20～30%的500质量份硫酸铝溶液置于反应器中，在搅拌速度为800～1000转/分钟的条件下，按照铝与硅摩尔比在30∶1～1∶1范围加入SiO2质量浓度为2.5～5%的水玻璃稀释溶液，继续搅拌0.5～3小时，即可得聚合硅硫酸铝混凝剂。本发明克服了传统酸化法制备聚合硅酸硫酸铝工艺过程中用硫酸活化硅酸易出现凝胶的弊端，简化了合成工艺路线，减少了合成过程的工作量，为大规模生产聚合硅硫酸铝提供了便利，同时降低生产成本。

Description

一步法生产碱式聚合硅酸硫酸铝的方法
技术领域
本发明涉及高效净水剂碱式聚合硅酸硫酸铝的生产方法。
背景技术
絮凝剂的工业化发展之路是从1884年美国成功研制并生产出第一代水处理剂——硫酸铝开始的。聚合硅硫酸铝(PASS)是在传统铝盐基础上发展起来的新型混凝剂，最早是于1989年1月由汉迪化学品公司使用硫酸铝、水玻璃和铝酸钠为原料研制成功。文献报道的制备PASS的方法，一般采用二步法，即先用硫酸酸化水玻璃得到活化硅酸，然后与硫酸铝反应制备聚合硅酸硫酸铝。它们均具有生产工艺复杂、反应效果难以控制及成本高的缺点。申请号为CN03129500的发明专利申请公开了一种聚合硅硫酸铝混凝剂的制备方法，该方法包括需要两次加酸，仍属于二步法。
发明内容
本发明的目的是针对聚合硅硫酸铝传统生产工艺的复杂性、难以控制性及成本高的缺点，提供一种一步法生产碱式聚合硅酸硫酸铝的方法。
为达上述目的，本发明采用如下的技术方案：该一步法生产碱式聚合硅酸硫酸铝的方法是：把质量浓度为20～30％的500质量份硫酸铝溶液置于反应器中，在搅拌速度为800～1000转/分钟的条件下，按照铝与硅摩尔比在30∶1～1∶1范围内加入SiO2质量浓度为2.5～5％的水玻璃稀释溶液，继续搅拌0.5～3小时，得碱式聚合硅酸硫酸铝混凝剂。
作为一种优选方案，所述原料液中，铝与硅的摩尔比为15∶1～2∶1。
所述水玻璃稀释溶液的加入速度以反应液中没有沉淀生成为宜。
完全加入水玻璃稀释溶液后，继续搅拌的时间为1～2小时效果最佳。
本发明一步法生产碱式聚合硅酸硫酸铝，在常温、常压下进行，工艺十分简单，又无需复杂的设备，得到的混凝剂的物理化学性能较稳定，混凝性能优良。而且，整个制备工艺过程中无“三废”排放，生产十分安全，易于推广应用，属清洁生产工艺。所得碱式聚合硅酸硫酸铝适用于生活用水、工业用水、生活污水及工业废水的净水处理及造纸施胶工业，在制药等行业可以作为助剂，在材料科学领域作为绝热材料及绝缘材料。
本发明克服了传统制备工艺过程中用硫酸活化硅酸易出现凝胶的弊端，简化了合成工艺路线，减少了合成过程的工作量，为大规模生产碱式聚合硅酸硫酸铝提供了便利，同时降低生产成本。
具体实施方式
实施例1
准确称取500g质量百分比浓度为30％的硫酸铝溶液于反应器中，在搅拌速度为800～1000转/分钟条件下，向反应釜中加入112.9g的SiO2含量为5％的水玻璃稀释溶液或硅酸钠溶液作为反应碱化剂和硅的来源，在60min时间内匀速加入，保证溶液中没有沉淀生成，常温下继续搅拌反应3h，即得到液体碱式聚合硅酸硫酸铝混凝剂。
实施例2：
准确称取500g含量为20％的硫酸铝溶液于反应釜瓶中，在搅拌速度为800～1000转/分钟条件下，向反应釜中加入56.45g的SiO2含量为5％的水玻璃稀释溶液作为反应碱化剂和硅的来源，在60min时间内匀速加入，保证溶液中没有沉淀生成，常温下继续搅拌反应2h，即得到液体碱式聚合硅酸硫酸铝混凝剂。
实施例3：
准确称取500g含量为20％的硫酸铝溶液于反应釜瓶中，在搅拌速度为800～1000转/分钟条件下，向反应釜中加入225.8gSiO2含量为2.5％的水玻璃稀释溶液作为反应碱化剂和硅的来源，在60min时间内匀速加入，保证溶液中没有沉淀生成，常温下继续搅拌反应1h，即得到液体碱式聚合硅酸硫酸铝混凝剂。
实施例4：
准确称取500g含量为30％的硫酸铝溶液于反应釜瓶中，在搅拌速度为800～1000转/分钟条件下，向反应釜中加入113gSiO2含量为2.5％的水玻璃稀释溶液作为反应碱化剂和硅的来源，在60min时间内匀速加入，保证溶液中没有沉淀生成，常温下继续搅拌反应0.5h，即得到液体碱式聚合硅酸硫酸铝混凝剂。

Claims (4)

1.一种一步法生产碱式聚合硅酸硫酸铝的方法，其特征是：把质量浓度为20～30％的500质量份硫酸铝溶液置于反应器中，在搅拌速度为800～1000转/分钟的条件下，按照铝与硅摩尔比在30∶1～1∶1范围内加入SiO2质量浓度为2.5～5％的水玻璃稀释溶液，继续搅拌0.5～3小时，得碱式聚合硅酸硫酸铝混凝剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述原料中，铝与硅的摩尔比为15∶1～2∶1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：水玻璃稀释溶液的加入速度以反应液中没有沉淀生成为宜。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：完全加入水玻璃稀释溶液后，继续搅拌的时间为1～2小时。
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