新型復合絮凝劑聚硅酸硫酸亞鐵鋁的制備方法技術

一種新型復合絮凝劑聚硅酸硫酸亞鐵鋁的制備方法，所用原料組分的重量份配比為鈦白副產物硫酸亞鐵40-70份，硫酸鋁10-40份，硅化合物10-90份，水10-40份，硫酸10-80份；按所用原料組分的重量份配比量，先在常溫和攪拌下依次將水、硅化合物和硫酸投加到反應容器中，混合均勻，再加熱升溫至30-50℃繼續攪拌混合30-50min，然后在攪拌下依次加入硫酸鋁和硫酸亞鐵，混合均勻，并維持30-50℃溫度勻速攪拌2-3h，最后靜置冷卻至常溫，獲得聚硅酸硫酸亞鐵鋁復合絮凝劑產品。與現有技術相比，生產工藝簡單，生產成本低，很好地解決鈦白廢副產物的處理問題；制得的聚硅酸硫酸亞鐵鋁復合絮凝劑產品，用于廢水處理時絮凝、脫色，除臭和COD去除率效果優良；而且產品穩定性好，適應范圍廣。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于水處理用復合絮凝劑，具體涉及ー種無機高分子絮凝劑聚硅酸硫酸亞鐵鋁的制備方法。
技術介紹
目前，世界水處理藥劑正向高效、低毒、無公害、多功能復合化緑色產業方向發展，高效、環保、安全、穩定與經濟適用，將是評價絮凝劑產業發展的關鍵指標。絮凝劑的發展，經歷了由無機混凝劑到無機高分子絮凝劑和有機高分子絮凝劑的過程。無機高分子絮凝劑具有獨特的優勢，其制備所需原料價格低廉、易得、制備過程簡單，并且應用廣泛，可應用于各種廢水處理和污泥處置。因而，無機高分子絮凝劑在污水處理過程中具有十分巨大的潛在應用前景。無機高分子絮凝劑由単一組份衍生成多種系列復合型無機高分子絮凝劑，最具有代表性的是聚合鋁、聚合鐵及其復合產品。但目前這種無機高分子絮凝劑，還存在很多問題，生產エ藝較苛刻，如需要加溫、加壓、加氧化劑等，產生有毒有害氣體；而且產品性能不穩定，絮凝效果欠差，處理成本高，使用后水中還殘留色度等。鈦白粉(ニ氧化鈦)是當今國內緊俏的重要化工原料之一。鈦白粉除作為高檔顏料廣泛用于涂料行業外，還廣泛用于現代エ業、農業、國防等方面，其社會需求量和出口創匯額逐年上升；目前，我國有50多家家鈦白生產單位，實際產量已超過150萬噸。國內鈦白粉廠大多采用硫酸法エ藝。該エ藝每生產I噸鈦白粉，將副產3噸左右硫酸亞鐵和7-8噸左右低濃度廢硫酸，粗略估計，全國鈦白粉企業每年將產生近500萬噸副產品硫酸亞鐵和超過1000萬噸的廢硫酸。由于硫酸亞鐵的產量遠遠超過鈦白粉自身的產量，同時又在市場上滯銷，除少量用作凈水劑、肥料和飼料添加劑外，絕大部分廠家直接把其當作廢品處理或長期堆放，任其流失。廢硫酸也只有少部分濃縮后回用，其他大部分直接中和后排放，中和產物如果處置不當，仍會造成二次污染。不論從經濟還是環保角度看，由此帶來的廢酸污染和浪費是驚人的。如何經濟有效處理和綜合利用如此大量的鈦白廢副產物，已成為國內欽白エ業藤待解決的主要問題。直接利用欽白副廣品硫酸亞鐵和廢硫酸合成新型聞效無機復合絮凝劑，能夠很好的解決鈦白廢副產物的處理問題，既可降低生產成本，還可以以廢治廢、變廢為寶、改善環境，為エ業廢棄物的資源化再利用、無害化處理開辟新途徑，具有重大的社會經濟現實意義和環保意義。聚硅酸鋁鐵絮凝劑是在聚硅酸及傳統鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑基礎上發展起來的復合絮凝劑，具有電中和及吸附架橋作用，絮凝效果好，受到學術界和エ業界的極大關注。2003年10月15日有一件專利技術名稱為《新型復合絮凝劑及制備方法》的中國專利技術專利申請公開，公開號為CN1448343A，它的主要
技術實現思路
是以鈦白副產物硫酸亞鐵、濃硫酸為主要原料，以雙氧水為氧化劑，經羥基化反應后制得聚合硅酸硫酸鋁鐵高分子復合絮凝劑。該エ藝存在如下不足之處。I、它在反應過程中需要緩慢添加氧化劑雙氧水將Fe2+離子氧化為Fe3+，雙氧水的采用存在運輸、使用、貯存等安全隱患，同時還會延長產品生產周期，增加產品的制造成本。2、在反應過程中使用濃硫酸，限制了對其他品種或規格硫酸的使用，從而限制了原料來源，條件比較苛刻。因 此，該技術若用于エ業化，其生產操作費用較高，用于廢水處理成本過高。
技術實現思路
本專利技術的目的，在于針對現有技術存在的上述缺陷，擬提供ー種，使之エ藝簡單、生產周期短、成本低廉、產品的絮凝效果優良；并能很好地解決鈦白廢副產物的處理問題，實現資源化再利用。采取如下技術方案來實現本專利技術目的。ー種，所用原料包括鈦白副產物硫酸亞鐵和硫酸，其特征在干所用原料還有硫酸鋁和硅化合物，所用原料組分的重量份配比為鈦白副產物硫酸亞鐵40-70份，硫酸鋁10-40份，硅化合物10-90份，水10-40份，硫酸10-80份；按所用原料組分的重量份配比量，先在常溫和攪拌下依次將水、硅化合物和硫酸投加到反應容器中，混合均勻，再加熱升溫至30-50°C繼續攪拌混合30-50min，然后在攪拌下依次加入硫酸鋁和硫酸亞鐵，混合均勻，并維持30-50°C溫度勻速攪拌2-3 h，最后靜置冷卻至常溫，獲得Fe3+含量< O. 005%的聚硅酸硫酸亞鐵鋁復合絮凝劑產品。在上述中，所說的硅化合物為硅溶膠、硅酸鈉、正硅酸こ酷，任選其中ー種。在上述中，所說的硫酸為鈦白廢硫酸或者濃硫酸。本專利技術的新型復合絮凝劑聚硅酸硫酸亞鐵鋁制備方法，與現有技術相比，生產エ藝清潔化程度高，不采用氧化劑，不產生附產品，對環境不產生污染；生產條件為常溫、常壓，大大減化了生產操作過程，設備投資少，生產成本低；它很好地解決了鈦白廢副產物的處理問題，實現了資源化再利用。制得的聚硅酸硫酸亞鐵鋁復合絮凝劑產品，由硅、鐵、鋁復合形成高聚合度無機高分子，用于廢水處理絮凝過程產生的礬花大，絮凝、脫色，除臭和COD去除率效果明顯；而且產品穩定性好，適應范圍廣，使用PH值范圍廣，適應于高、中、低濁度的源水、エ業廢水和污水處理；產品使用方便，不需任何外加助劑，不改變原用品種的水處理工藝流程，其效果明顯優于現有技術同類產品。具體實施例方式下面列舉本專利技術新型復合絮凝劑聚硅酸硫酸亞鐵鋁的制備實例，以及試制產品用于廢水處理的對比實驗數據，來進一步說明本專利技術方法。但需要指出，本專利技術方法絕不局限于所舉實例。實例I 在反應設備中依次加入水3公斤，硅溶膠I公斤，開動攪拌，加入鈦白廢硫酸5公斤，混合50分鐘，再加入硫酸鋁I. 5公斤，混合I小時，最后再加入鈦白副產硫酸亞鐵晶體5公斤，混合1-2小時，于40-50°C再攪拌2-3小時，靜置冷卻至室溫即得聚硅酸硫酸亞鐵鋁復合絮凝劑。將實施例I制備并保存了至少2個月的產品聚硅酸硫酸亞鐵鋁與現有技術同類產品，用于處理國內某知名玻璃纖維生產企業所產生廢水的對比實驗，結果如下表本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型復合絮凝劑聚硅酸硫酸亞鐵鋁的制備方法，所用原料包括鈦白副產物硫酸亞鐵和硫酸，其特征在于：1)？所用原料還有硫酸鋁和硅化合物，所用原料組分的重量份配比為鈦白副產物硫酸亞鐵40？70份，硫酸鋁10？40份，硅化合物10？90份，水10？40份，硫酸10？80份；2)按所用原料組分的重量份配比量，先在常溫和攪拌下依次將水、硅化合物和硫酸投加到反應容器中，混合均勻，再加熱升溫至30？50℃繼續攪拌混合30？50min，然后在攪拌下依次加入硫酸鋁和硫酸亞鐵，混合均勻，并維持30？50℃溫度勻速攪拌2？3？h，最后靜置冷卻至常溫，獲得Fe3+？含量≤0.005%的聚硅酸硫酸亞鐵鋁復合絮凝劑產品。

【技術特征摘要】
1.ー種新型復合絮凝劑聚硅酸硫酸亞鐵鋁的制備方法，所用原料包括鈦白副產物硫酸亞鐵和硫酸，其特征在于 1)所用原料還有硫酸鋁和硅化合物，所用原料組分的重量份配比為鈦白副產物硫酸亞鐵40-70份，硫酸鋁10-40份，硅化合物10-90份，水10-40份，硫酸10-80份； 2)按所用原料組分的重量份配比量，先在常溫和攪拌下依次將水、硅化合物和硫酸投加到反應容器中，混合均勻，再加熱升溫至30-50°C繼續攪拌混合30-50min，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹平，
申請(專利權)人：重慶理工大學，
類型：發明
國別省市：