CN102092827B - 一种复合聚硅氯化铝及其制备方法 - Google Patents

一种复合聚硅氯化铝及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了属于无机复合高分子絮凝剂的制备技术领域的一种复合聚硅氯化铝及其制备方法。该产品是在对传统的聚合氯化铝进行高温熟化，并复合了活性硅溶胶后得到。该产品纳米铝三十含量在10％～40％之间，硅和铝的比例在0.02～0.5之间。产品能够发挥铝三十的高效电中和能力，又能增强吸附架桥能力，发挥更好的混凝效果，拓宽了混凝剂的使用范围。

Description

一种复合聚硅氯化铝及其制备方法
技术领域
本发明属于无机复合高分子絮凝剂的制备技术领域，特别涉及一种复合聚硅氯化铝及其制备方法。具体地说，该方法涉及一种纳米型无机复合高分子絮凝剂的制备技术，对传统的聚合氯化铝进行高温熟化，并复合了活性硅溶胶。该产品含有较高含量的纳米铝三十以及硅溶胶，具优异的混凝效果，可广泛应用于饮用水安全保障和各类污水处理领域。
背景技术
在当今水处理技术领域中，无机高分子絮凝剂是使用量很大的专用化学药剂。与传统絮凝剂相比，它能显著提高净化效能，且具有用量省、沉降性能好、安全性高、适应面广等优点，因此在国内外水处理领域得到广泛应用和迅速发展。其中，聚合氯化铝(PAC)是当今工业生产技术最成熟、效能最高、应用也最为广泛的无机高分子絮凝剂品种。一般认为，聚合氯化铝中的铝十三(Al13)形态荷电量高，电中和能力强，也有较强的吸附架桥能力，是聚合氯化铝絮凝剂中的最佳凝聚絮凝形态，其含量多少反映了制品的絮凝效能。最近对聚合铝的研究又表明，铝三十(Al30)也是一种优势混凝形态，相对于铝十三，具有更高的荷电量和更大的空间尺度，但是由于其在传统的聚合氯化铝产品中含量极低，较难发挥作用，因此如何提高聚合氯化铝中Al30形态含量成为今后混凝剂研制的一个目标。
近二十年来，为了适应水处理领域对无机高分子混凝剂更加安全、高效的需要，国内外展开了各种高效絮凝剂的研制工作。其中研究的较多的是针对无机高分子絮凝剂的复合、共聚等方法。为了增加无机高分子混凝剂的吸附架桥能力，还做了无机-有机复合、接枝改性等工作，也取得了一些成效，但是投加的有机物使得混凝剂在使用过程中面临潜在的安全风险、成本控制等问题。较为安全的方法是在传统的制备技术中，添加一些有效的低毒混凝组分，制成产品一般改变了混凝剂原有的化学组成，如铁铝混凝剂，硅铝复合(复配)混凝剂，希望所制成的产品能够发挥各种有效组分的协同作用。其中硅通常以活性硅溶胶形式发挥助凝作用，因此，将铝三十和硅这两者结合起来以协同电中和以及架桥作用的混凝剂研制工作很有市场前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合聚硅氯化铝及其制备方法。
一种复合聚硅氯化铝，其特征在于，所述复合聚硅氯化铝中纳米铝三十的含量占复合聚硅氯化铝中铝含量的摩尔比例在10％～40％之间，复合聚硅氯化铝中硅与铝的摩尔比在0.02～0.5之间；能够发挥铝三十的高效电中和能力，又能增强吸附架桥能力，发挥更好的混凝效果。
一种复合聚硅氯化铝的制备方法，其特征在于，该方法是对传统的聚合氯化铝进行高温熟化，在熟化期间适时引入pH值7.0的活性硅溶胶；具体步骤如下：
在密闭反应釜内进行高温熟化，温度控制为80～100℃之间，熟化过程持续10～48小时后，添加活性硅溶胶，控制硅与铝的摩尔比在0.02～0.5之间；并继续保温0～40小时，，熟化过程持续搅拌使物料充分混合，总体熟化时间为10～50小时，最后室温冷却得到复合聚硅氯化铝产品。
所述复合聚硅氯化铝产品的总铝浓度配制成0.2～2.0M Al浓度；其中铝三十的含量占复合聚硅氯化铝中铝含量的摩尔比例在10％～40％之间。
本发明的有益效果是该产品含有较高含量的纳米铝三十以及硅溶胶，既能够发挥铝三十的高效电中和能力，又能增强吸附架桥能力，具优异混凝性能，拓宽了混凝剂的使用范围。
具体实施方式
本发明提供一种复合聚硅氯化铝及其制备方法。
实施例1
在密闭反应釜内对聚合氯化铝进行高温熟化，温度控制为90℃，熟化40小时后，添加pH值7.0的活性硅溶胶，使聚硅氯化铝中硅与铝的摩尔比为0.4，继续高温熟化2小时，并搅拌使物料充分混合。总体熟化时间控制为42小时，最后自然冷却到室温取出产品，其中铝三十含量为35％，硅与铝的摩尔比为0.05。
实施例2
在密闭反应釜内对聚合氯化铝进行高温熟化，温度控制为95℃，熟化20小时后，按聚硅氯化铝中硅与铝的摩尔比为0.2的比例添加pH值7.0的活性硅溶胶，继续保温12小时，熟化过程持续搅拌使物料充分混合。总体熟化时间为32小时，自然冷却。最后冷却到室温取出产品；其中铝三十含量为25％，。
实施例3
在密闭反应釜内对聚合氯化铝进行高温熟化，温度控制为80℃，熟化15小时后，按硅与铝的摩尔比为0.3的比例添加pH值7.0的活性硅溶胶，继续保温0.5小时，熟化过程持续搅拌使物料充分混合；总体熟化时间控制为15.5小时，自然冷却。最后冷却到室温取出产品；其中铝三十含量为20％。

Claims (2)

1.一种复合聚硅氯化铝的制备方法，其特征在于，该方法是对传统的聚合氯化铝进行高温熟化，具体步骤如下：
在密闭反应釜内对聚合氯化铝进行高温熟化，温度控制为95℃，熟化20小时后，添加pH值7.0的活性硅溶胶，按聚硅氯化铝中硅与铝的摩尔比为0.2的比例，继续保温12小时，熟化过程持续搅拌使物料充分混合，总体熟化时间为32小时，自然冷却，最后冷却到室温取出产品；其中铝三十的含量占复合聚硅氯化铝中铝含量的摩尔比例为25％。
2.一种复合聚硅氯化铝的制备方法，其特征在于，该方法是对传统的聚合氯化铝进行高温熟化，具体步骤如下：
在密闭反应釜内对聚合氯化铝进行高温熟化，温度控制为80℃，熟化15小时后，添加pH值7.0的活性硅溶胶，按硅与铝的摩尔比为0.3的比例继续保温0.5小时，熟化过程持续搅拌使物料充分混合；总体熟化时间控制为15.5小时，自然冷却，最后冷却到室温取出产品；其中铝三十的含量占复合聚硅氯化铝中铝含量的摩尔比例为20％。
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