專利名稱：一步法生產堿式聚合硅酸硫酸鋁的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高效凈水劑堿式聚合硅酸硫酸鋁的生產方法。
背景技術：
絮凝劑的工業(yè)化發(fā)展之路是從1884年美國成功研制并生產出第一代水處理劑——硫酸鋁開始的。聚合硅硫酸鋁(PASS)是在傳統(tǒng)鋁鹽基礎上發(fā)展起來的新型混凝劑，最早是于1989年1月由漢迪化學品公司使用硫酸鋁、水玻璃和鋁酸鈉為原料研制成功。文獻報道的制備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，然后與硫酸鋁反應制備聚合硅酸硫酸鋁。它們均具有生產工藝復雜、反應效果難以控制及成本高的缺點。申請?zhí)枮镃N03129500的發(fā)明專利申請公開了一種聚合硅硫酸鋁混凝劑的制備方法，該方法包括需要兩次加酸，仍屬于二步法。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對聚合硅硫酸鋁傳統(tǒng)生產工藝的復雜性、難以控制性及成本高的缺點，提供一種一步法生產堿式聚合硅酸硫酸鋁的方法。
為達上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案該一步法生產堿式聚合硅酸硫酸鋁的方法是把質量濃度為3～33.5％的500質量份硫酸鋁溶液置于反應器中，在劇烈攪拌條件下，按照鋁與硅摩爾比在30∶1～1∶1范圍內加入SiO2質量濃度為1～30％的水玻璃稀釋溶液，繼續(xù)攪拌0.5～3小時，得堿式聚合硅酸硫酸鋁混凝劑。
作為一種優(yōu)選方案，所述原料液中，硫酸鋁的濃度為20～30％；水玻璃中SiO2質量濃度為2.5～5％。鋁與硅的摩爾比為15∶1～2∶1。
反應中攪拌的速度以大于100轉/分鐘，以800～1000轉/分鐘為最佳。
所述水玻璃稀釋溶液的加入速度以反應液中沒有沉淀生成為宜。
完全加入水玻璃稀釋溶液后，繼續(xù)攪拌的時間為1～2小時效果最佳。
本發(fā)明一步法生產堿式聚合硅酸硫酸鋁，在常溫、常壓下進行，工藝十分簡單，又無需復雜的設備，得到的混凝劑的物理化學性能較穩(wěn)定，混凝性能優(yōu)良。而且，整個制備工藝過程中無“三廢”排放，生產十分安全，易于推廣應用，屬清潔生產工藝。所得堿式聚合硅酸硫酸鋁適用于生活用水、工業(yè)用水、生活污水及工業(yè)廢水的凈水處理及造紙施膠工業(yè)，在制藥等行業(yè)可以作為助劑，在材料科學領域作為絕熱材料及絕緣材料。
本發(fā)明克服了傳統(tǒng)制備工藝過程中用硫酸活化硅酸易出現凝膠的弊端，簡化了合成工藝路線，減少了合成過程的工作量，為大規(guī)模生產堿式聚合硅酸硫酸鋁提供了便利，同時降低生產成本。
具體實施例方式
實施例1準確稱取500g質量百分比濃度為30％的硫酸鋁溶液于反應器中，在攪拌速度為800～1000轉/分鐘條件下，向反應釜中加入112.9g的SiO2含量為5％的水玻璃稀釋溶液或硅酸鈉溶液作為反應堿化劑和硅的來源，在60min時間內勻速加入，保證溶液中沒有沉淀生成，常溫下繼續(xù)攪拌反應3h，即得到液體堿式聚合硅酸硫酸鋁混凝劑。
實施例2準確稱取500g含量為20％的硫酸鋁溶液于反應釜瓶中，在攪拌速度為800～1000轉/分鐘條件下，向反應釜中加入56.45g的SiO2含量為5％的水玻璃稀釋溶液作為反應堿化劑和硅的來源，在60min時間內勻速加入，保證溶液中沒有沉淀生成，常溫下繼續(xù)攪拌反應2h，即得到液體堿式聚合硅酸硫酸鋁混凝劑。
實施例3準確稱取500g含量為20％的硫酸鋁溶液于反應釜瓶中，在攪拌速度為800～1000轉/分鐘條件下，向反應釜中加入225.8gSiO2含量為2.5％的水玻璃稀釋溶液作為反應堿化劑和硅的來源，在60min時間內勻速加入，保證溶液中沒有沉淀生成，常溫下繼續(xù)攪拌反應1h，即得到液體堿式聚合硅酸硫酸鋁混凝劑。
實施例4準確稱取500g含量為30％的硫酸鋁溶液于反應釜瓶中，在攪拌速度為800～1000轉/分鐘條件下，向反應釜中加入113gSiO2含量為2.5％的水玻璃稀釋溶液作為反應堿化劑和硅的來源，在60min時間內勻速加入，保證溶液中沒有沉淀生成，常溫下繼續(xù)攪拌反應0.5h，即得到液體堿式聚合硅酸硫酸鋁混凝劑。
權利要求
1.一種一步法生產堿式聚合硅酸硫酸鋁的方法，其特征是把質量濃度為3～33.5％的500質量份硫酸鋁溶液置于反應器中，在劇烈攪拌條件下，按照鋁與硅摩爾比在30∶1～1∶1范圍內加入SiO2質量濃度為1～30％的水玻璃稀釋溶液，繼續(xù)攪拌0.5～3小時，得堿式聚合硅酸硫酸鋁混凝劑。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述原料液中，硫酸鋁的質量濃度為20～30％；水玻璃中SiO2濃度為2.5～5％。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述原料中，鋁與硅的摩爾比為15∶1～2∶1。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于反應中攪拌的速度大于100轉/分鐘。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于反應中攪拌的速度為800～1000轉/分鐘。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于水玻璃稀釋溶液的加入速度以反應液中沒有沉淀生成為宜。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于完全加入水玻璃稀釋溶液后，繼續(xù)攪拌的時間為1～2小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種一步法生產堿式聚合硅硫酸鋁的方法。該方法是把濃度為3～33.5％的500質量份硫酸鋁溶液置于反應器中，在劇烈攪拌條件下，按照鋁與硅摩爾比在30∶1～1∶1范圍加入SiO
文檔編號C02F1/52GK1792847SQ200510100979
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權日2005年11月10日
發(fā)明者李明玉, 董申偉 申請人:暨南大學