專利名稱：：聚合硅酸-鹽液體絮凝劑及制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種水處理用絮凝劑及制備方法，特別涉及聚合硅酸-鹽絮凝劑及制備方法。在水處理中，用絮凝劑除去雜質和懸浮態(tài)分散物質，采用的絮凝劑有硫酸鋁、三氯化鐵，其它無機低分子絮凝劑、聚合氯化鋁，聚合硅酸和其它無機聚合絮凝劑，聚丙烯酰胺和其它有機聚合絮凝劑。硫酸鋁絮凝劑價廉，但聚集速度低，形成的絮狀物小，在處理低溫水時，聚集作用進行得不充分。用硫酸鋁能大大降低堿度，必須與大量堿性化學藥品或其它助凝劑一起使用。三氯化鐵處理水能形成大的絮狀物，與不同的重金屬形成有效的共沉淀作用，但三氯化鐵腐蝕性高，它的穩(wěn)定性低，需和熟石灰一起使用，還會產生大量污泥。聚合氯化鋁、堿式氯化鋁，絮凝力強，即使在低溫水中，絮狀物的形成速度也較快，因而被廣泛采用。缺點是聚合氯化鋁的生產受原料限制，成份復雜、過程長，條件難控制，很難得到聚集能力相同的產品，價格也較貴。聚合硫酸鐵雖效率高，但對設備腐蝕大，投資多，水質難控制。CN87101246A介紹了日本一種水處理方法及絮凝劑，它采用高聚合硅酸和少量金屬鹽一起使用，最好使酸性的金屬鹽與聚合后的硅酸在酸性溶液中混合，用堿性的金屬鹽與聚合后的硅酸在堿性溶液中混合，該絮凝劑的優(yōu)點是在低溫水中有極強的聚集能力，水處理費用可比常規(guī)處理費用低。但因聚合硅酸用水玻璃制取，受原料限制，難以大規(guī)模生產，而且聚合硅酸和金屬鹽需分別生產、貯藏、運輸和使用均較麻煩，不便推廣。聚丙烯酰胺和其它有機聚合絮凝劑，能以較快的速度形成較大的絮狀物。但有機絮凝劑的缺點難保證處理后的水總是安全無害。本發(fā)明的目的是克服上述諸絮凝劑的缺點，研究生產一種原料易得，成本低、凈水效果好，生產方法簡單易推廣的絮凝劑。實現本發(fā)明目的的技術措施是用高爐水礦渣為主要原料，必要時配加少量鋁，或鐵、鋅、鋁礬土，經篩選除雜質(鐵塊，煤渣等)，粉碎過60目篩后，于常溫常壓下，用鹽酸分步酸溶、聚合，濾去不溶物，得到的聚合硅酸-鹽濾液，熟化3-5小時后，用鹽酸調整其PH值在1.5-2.5最好在1.8-2.0，即得到穩(wěn)定的聚合硅酸-鹽液體絮凝劑。所用高爐水礦渣成份重量％，SiO225-35，Al2O38-18，CaO35-45，Mg2.5-5.0，MnO0.5-3.0，FeO0.5-2.0，S0.5-1.5。礦渣與鹽酸的用量為每Kg礦渣、加30％鹽酸2.5l，鹽酸和粉碎過篩過的礦渣一般均分成三次加入，還需加入約10l水，酸溶聚合過程中不斷地攪拌。本聚合硅酸-鹽液體絮凝劑，其硅酸與金屬離子的摩爾比為0.3-0.5∶1，主要成份除水外含SiO23.5-5.5％，Al2O31.2-2.096，Fe＜0.5％.Ca6.5-8.5％，Mg0.5-1.0％，Mn＜0.5％，Cl-8.5-10.5，PH為1.5-2.5，最好PH為1.8-2.0。本絮凝劑存放20-30天不凝膠。本發(fā)明的絮凝劑與硫酸鋁凈化水的效果比較如下表1表1本絮凝劑與硫酸鋁凈化水效果比較</tables>由表1數據可見，本發(fā)明的聚合硅酸-鹽液絮凝劑凈化水效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)硫酸鋁，沉淀聚集體大，沉淀速度快。用本發(fā)明的絮凝劑在15℃，投藥30mg/l，凈化處理30分鐘后的水質分析(常規(guī)分析法)結果列于表2。表2項目凈化前原水凈化水顏色土黃色無色混濁度650＜5PH值7.607.35總硬度96.5103.0氯化物mg/l7.68.1mg/l總Femg/l0.350.05Mn++mg/l00Zn++mg/l00Cu++mg/l0.120.008Pb++mg/l00ASmg/l00Cr+6mg/l00Ca++mg/l00Hg++mg/l00氰化物mg/l00氟化物mg/l0.200.15由表2可見凈化水完全符合飲用水標準。本絮凝劑產品成本比堿式氯化鋁約低60％，生產本絮凝劑的原料易得，生產設備比較簡單。實施例1在反應器中加入30％鹽酸50ml水500ml，加入上述粉碎并通過60目篩的高爐水礦渣20g，反應3-5小時后過濾，取過濾液，再加入30％鹽酸50ml，再加入粉碎礦渣20g，反應3-5小時后過濾，取其濾液，再加入30％鹽酸50ml、水50ml，粉碎礦渣20g，反應3-5小時后，過濾得到約500ml濾液，熟化4小時后，加入10％鹽酸調整PH值到1.5-2.0即得產品。以上反應在常溫常壓下進行，反應過程中不斷攪拌；產品分析結果(重量百分含量)SiO23.5，Al2O32.0，Fe＜0.5，Ca6.5，Mg1.0，Mn＜0.5，Cl-8.5，PH2.0。用本實例所得絮凝劑凈化水投藥量30mg/l，沉清30分鐘，結果如表3。表3項目原水凈化水PH7.67.4濁度650＜5總硬度98102Cl-mg/l5.26.5Femg/l0.30.3Mn++mg/l00Zn++mg/l00Cu++mg/l0.100.005Pb++mg/l00As00Cr+6mg/l00Cd++mg/l00Mg++mg/l00CNmg/l00F-mg/l0.20.2實施例2在反應杯中加入30％鹽酸150ml，水550ml，分次(三次)加入礦渣50g，控制反應溫度不超過40℃，當PH約為3時過濾，濾液熟化5小時，加入10％鹽酸調整PH到≤2.5，即得聚合硅酸-鹽液體絮凝劑，此絮凝劑分析結果(重量百分數)SiO25.5，Al2O31.5，Fe0.4，Mg0.5，Ca7.1，Mn＜0.5，Cl9.3。利用此絮凝劑處理同實施例1的原水，投絮凝劑量30mg/l，沉淀30分鐘后所得凈化水混濁度＜5，PH7.3，總硬度100，氯化物8.2mg/l，Fe0.05mg/l，Cu++0.06mg/l，氟化物0.15mg/l，未檢出Mn、Zn、Pb、As、Cr+6、Cd、Hg及氰化物。實施例3在反應器中加30％鹽酸150ml，水100ml，金屬鋁2-2.5g或鋁礬土4-5g，或鐵2.5g、Zn2g進行反應，然后加入水100ml，分次加入礦渣40g，控制反應液PH值在2-3之間，進行過濾，濾液熟化3小時，調整PH到2左右，即得聚合硅酸-鹽液體絮凝劑產品。產品成份分析為PH2.1，Al2O33.5％(重量百分數)，SiO23.0％，Fe0.4％，Ca7.2％，Cl-8.8％，Mn0.4％，Mg0.7％。存放30天不凝膠。用此絮凝劑凈化水投藥量30mg/l，沉30分鐘結果如表4。表4項目原水凈化水PH7.67.4總硬度101103Cl-mg/l5.56.5Femg/l0.350.30Mn++mg/l0.050.10Zn++mg/l0.120.15Cu++mg/l0.150.005Pb++mg/l00Asmg/l00Cr+6mg/l00Ca++mg/l00Hg++mg/l00CN-mg/l00F-mg/l0.250.1濁度700＜5用實施例1、2、3所得絮凝，在15℃下，PH7.2時凈水效果如硫酸鋁凈水效果的比較如表5。表5</tables>權利要求1.一種水處理用聚合硅酸-鹽液體絮凝劑，其特征是它的硅酸與金屬離子摩爾比為0.3-0.5∶1，PH為1.5-2.5其中含成份(重量百分數)SiO23.5-5.5，Al2O31.2-2.0，Fe＜0.5，Ca6.5-3.5，Mg0.5-1.0，Mn＜0.5.Cl-8.5-10.5。2.如權利要求1的絮凝劑，其特征是其最佳PH為1.8-2.0。3.制備權利要求1絮凝劑的方法，其特征是以高爐水礦渣為主要原料(或加入少量鋁、鐵、鋅、鋁礬土)，經篩選除鐵塊、煤渣后，粉碎過篩(一般過60目篩)，在常溫常壓不斷攪拌下用鹽酸分步酸溶、聚合，每Kg礦渣用30％鹽酸2.5l，濾去不溶物，濾液經熟化3-5小時后用鹽酸調整其PH值在1.5-2.5即可。4.如權利要求3制備聚合硅酸-鹽液體絮凝劑的方法，其特征是所用高爐水礦渣主要成份(重量％)為SiO225-35Al2O38-18CaO35-45MgO2.5-5.0MnO0.5-3.0FeO0.5-2.0S0.5-1.5。全文摘要一種聚合硅酸-鹽液體絮凝劑及制備方法，該絮凝劑硅酸與金屬離子的摩爾比為0.3-0.5∶1，pH1.5-2.5，含量重量百分數SiO文檔編號C04B2/10GK1049323SQ9010719公開日1991年2月20日申請日期1990年8月22日優(yōu)先權日1990年8月22日發(fā)明者吳位能,張伯溫申請人:吳位能,張伯溫