CN101786667A - 一种聚合双酸铝铁的制备方法及其产品 - Google Patents

Abstract

一种聚合双酸铝铁的制备方法及其产品，在带有搅拌装置的反应釜中，加入水，开启搅拌，加入盐酸和硫酸，再加入含铁三水铝土矿粉，升温至90～100℃，保温、常压反应2～4h；将反应后的料液过滤，取母液，加入到耐酸、蒸汽加热聚合反应容器中，在母液中投加铝酸钙粉，并用水调节料液密度≥1.20g/ml，然后投加增效剂，加热控制温度反应3～5h得到液体聚合双酸铝铁。和现有技术相比，本发明采用含铁三水铝土矿作为原料提取铝、铁离子，采用硫酸和盐酸双酸溶解的方式进行提取，并与铝酸钙粉进行聚合反应生成聚合双酸铝铁，不但各原料的成本较低，而且制备工艺也较为简单，且在聚合反应时加入增效剂，可提高产品的盐基度。

Description

一种聚合双酸铝铁的制备方法及其产品

技术领域

本发明涉及一种聚合双酸铝铁的制备方法及其产品。

背景技术

聚合双酸铝铁是一种新型高效净水剂，集铝盐系和铁盐系高效净水剂的优点于一体，具有有效成分含量高、盐基度高、聚合度大、分子链网密布、结构庞大等优点，在水质净化过程中具有更强的吸附凝聚能力和更好的净化效果，是一种高效、快速、低耗、无毒、安全的无机高效净水剂。

但是，现有技术中聚合双酸铝铁的制造方法，其工艺通常较为复杂，导致成本较高，且制得的产品盐基度往往也相对较低，不能满足现代生活和工业净化水的实际需求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点，提供一种工艺简单、制得产品盐基度较高的聚合双酸铝铁的制造方法及其产品。

本发明基于上述目的，采用尽可能少的原料和尽可能简单的工艺来制备聚合双酸铝铁，采用价格较低、铁铝含量合理的矿物作为原料，同时优化铝、铁离子的提取方法，并添加适当的增效剂提高产品的盐基度。

基于上述思路，本发明采用如下的技术方案：

一种聚合双酸铝铁的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，在带有搅拌装置的反应釜中，加入水，开启搅拌，加入盐酸和硫酸，再加入含铁三水铝土矿粉，升温至90～100℃，保温、常压反应2～4h；

步骤二，将反应后的料液过滤，取母液，加入到耐酸、蒸汽加热聚合反应容器中，在母液中投加铝酸钙粉，并用水调节料液密度≥1.20g/ml，然后投加增效剂，加热控制温度在90～120℃下常压反应3～5h得到液体聚合双酸铝铁。

所述步骤二中得到的液体聚合双酸铝铁通过滚筒或喷雾干燥工艺得到固体聚合双酸铝铁。

所述含铁三水铝土矿粉含40～45％质量分数的氧化铝，含20～25％质量分数的氧化铁；所述盐酸为总酸度31％的工业盐酸，所述硫酸为98％的工业硫酸；所述铝酸钙粉中酸溶铝含量50％，氧化钙含量28～31％；所述增效剂为水玻璃或铝硅酸钠，使用时配制成20～40％质量浓度的溶液。

所述硫酸、盐酸、含铁三水铝土矿粉、铝酸钙粉和增效剂投加的重量份数如下：硫酸5～10份，盐酸100～150份，含铁三水铝土矿粉30～50份，铝酸钙粉50～70份，增效剂3～5份。

本发明的制备方法制得的液体聚合双酸铝铁在20℃时的相对密度为1.20～1.25g/ml，氧化铝重量百分含量≥10％，氧化铁重量百分含量1.5～3.0％，盐基度＞85.0％，pH值3.5～5.0，水不溶物含量＜0.1％。

本发明的制备方法制得的固体聚合双酸铝铁中，氧化铝重量百分含量≥28％，氧化铁重量百分含量4.0～8.0％，盐基度＞85.0％，1％水溶液pH值3.5～5.0，水不溶物含量＜0.25％。

本发明的一种聚合双酸铝铁的制造方法，采用含铁三水铝土矿作为原料提取铝、铁离子，采用硫酸和盐酸双酸溶解的方式进行提取，并与铝酸钙粉进行聚合反应生成聚合双酸铝铁，不但各原料的成本较低，而且制备工艺也较为简单，且在聚合反应时加入增效剂，可提高产品的盐基度。

具体实施方式

本发明的一种聚合双酸铝铁的制造方法，采用的原料及含量如下：

98％的工业硫酸5～10份；总酸度31％的工业盐酸100～150份；含铁三水铝土矿粉30～50份，其中含40～45％质量分数的氧化铝，20～25％质量分数的氧化铁；铝酸钙粉20～70份，其中酸溶铝含量50％，氧化钙含量28～31％；增效剂，水玻璃或铝硅酸钠3～5份，配制成20～40的溶液。

制备步骤如下：

步骤一，首先在带有搅拌装置的搪瓷反应釜中，加入一定量的水，开启搅拌，依次按配比加入盐酸和硫酸，在常压条件下加入含铁三水铝土矿粉，升温至90～100℃，保温、常压反应2～4h；

步骤二，将反应后的料液通过板框压滤装置过滤，去除矿土杂质，取母液，加入到耐酸、蒸汽加热聚合反应容器中，开动搅拌，适量补充水，开始投加铝酸钙粉，通过反应自热提升料液温度，铝酸钙粉投加完毕后，用水调节料液密度≥1.20g/ml，然后投加增效剂溶液，加热控制温度在90～120℃下常压反应3～5h得到液体聚合双酸铝铁，检测入库；

步骤三，将合格的液体聚合双酸铝铁通过泵进入液料高位槽，高位槽液体产品缓慢进入滚筒干燥料槽，通过滚筒干燥器生产固定聚合双酸铝铁，检测入库。

将本发明制得的产品实例与与某采用常规材料生产的产品聚氯化铝及GB15892-2003的质量指标对比如表一：

表一

另外，将本发明与中国专利CN100478284C公开的方法制备的产品进行对比如表二：

表二

由表一和表二可以看出，本发明制备的液体聚合双酸铝铁和固体聚合双酸铝铁各质量指标均较为优异，尤其是盐基度、水不溶物含量、氨态氮含量等指标均较现有技术更好，使得其应用的范围更为广阔。

另外，将本发明制备的液体聚合双酸铝铁和固体聚合双酸铝铁在厦门某水厂通过六联搅拌试验与常见水处理剂进行对比混凝试验(取各药剂最佳投加量检测出水质量)，结果如表三：

表三

项目	原水	聚合双酸铝铁(固体)	聚合双酸铝铁(液体)	聚氯化铝(固体)	聚氯化铝(液体)	聚合硫酸铁(固体)	聚合硫酸铁(液体)
								投加量(mg/L)	/	2.60	8.0	3.5	9.5	3.8	10.0
浊度(NTU)	30.5	2.43	2.71	3.85	3.66	3.92	4.11
								出水残余铝离子(mg/L)	/	0.05	0.08	0.22	0.19	/	/
PH值	7.25	7.14	7.08	7.09	7.11	6.83	6.76

由上表可以看出，本发明产品的各综合理化指标均优于传统的净水剂产品

总之，相对于现有技术来说，本发明采用两酸溶解法从含铁三水铝土矿粉中提取铝、铁离子，并与铝酸钙粉进行聚合反应生成聚合双酸铝铁，不但各原料的成本较低，而且制备工艺也较为简单，且在聚合反应时加入增效剂，可提高产品的盐基度；本发明制得的产品有效将铝、铁离子有机合成，集铝盐净水剂和铁盐净水剂优点于一体，形成主成分含量互补，有效降低产品应用于饮用水处理时出水的残余铝离子，更好地保证人体健康。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (6)

1.一种聚合双酸铝铁的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一，在带有搅拌装置的反应釜中，加入水，开启搅拌，加入盐酸和硫酸，再加入含铁三水铝土矿粉，升温至90～100℃，保温、常压反应2～4h；

步骤二，将反应后的料液过滤，取母液，加入到耐酸、蒸汽加热聚合反应容器中，在母液中投加铝酸钙粉，并用水调节料液密度≥1.20g/ml，然后投加增效剂，加热控制温度在90～120℃下常压反应3～5h得到液体聚合双酸铝铁。

2.如权利要求1所述的一种聚合双酸铝铁的制备方法，其特征在于：所述步骤二中得到的液体聚合双酸铝铁通过滚筒或喷雾干燥工艺得到固体聚合双酸铝铁。

3.如权利要求1或2所述的一种聚合双酸铝铁的制备方法，其特征在于：所述含铁三水铝土矿粉含40～45％质量分数的氧化铝，含20～25％质量分数的氧化铁；所述盐酸为总酸度31％的工业盐酸，所述硫酸为98％的工业硫酸；所述铝酸钙粉中酸溶铝含量50％，氧化钙含量28～31％；所述增效剂为水玻璃或铝硅酸钠，使用时配制成20～40％质量浓度的溶液。

4.如权利要求3所述的一种聚合双酸铝铁的制备方法，其特征在于：所述硫酸、盐酸、含铁三水铝土矿粉、铝酸钙粉和增效剂投加的重量份数如下：硫酸5～10份，盐酸100～150份，含铁三水铝土矿粉30～50份，铝酸钙粉50～70份，增效剂3～5份。

5.权利要求1所述的制备方法制得的液体聚合双酸铝铁，其特征在于：该液体聚合双酸铝铁在20℃时的相对密度为1.20～1.25g/ml，氧化铝重量百分含量≥10％，氧化铁重量百分含量1.5～3.0％，盐基度＞85.0％，pH值3.5～5.0，水不溶物含量＜0.1％。

6.权利要求2所述的制备方法制得的固体聚合双酸铝铁，其特征在于：该固体聚合双酸铝铁中，氧化铝重量百分含量≥28％，氧化铁重量百分含量4.0～8.0％，盐基度＞85.0％，1％水溶液pH值3.5～5.0，水不溶物含量＜0.25％。