專利名稱：高效絮凝破乳劑及其制造方法
專利說明 本發(fā)明屬于水處理技術，涉及一種處理生活飲用水、乳化液等各種工業(yè)廢水的高效絮凝破乳劑及制造方法。
目前使用的水處理絮凝劑是一種有限的高分子鋁鹽，因其生產受熱解工藝的限制，而致產品的聚合度非常有限，所含中心離子和配位體也只能是單一的，在聚合度和多種離子復合方面存在嚴重不足;其現有生產工藝為 高嶺土或(焦寶石、鋁礦石、鋁釩土、輕燒粉、煤矸石、鋁氧粉) ↓ 粗碎 ↓ 細磨(球磨機、出料粒度-100#目篩) ↓ 焙燒(700～800℃) ↓ 蒸氣→酸浸 ↓ 壓濾(板框壓濾機) ↓ 濾液(Alcl3溶液) Ca(OH)2蒸汽→蒸發(fā)結晶 ↓ 中和-母液←離心過濾(三足離心機) |↓ 液體 結晶氯化鋁(Alcl3、6H2O) ↓ 熱解(熱解爐、Hcl廢酸+H2O→吸收塔) ↓ 堿式氯化鋁 H2O ↓ 聚合烘干→包裝 現有生產工藝存在一定缺陷 1、浸出和液固分離時產生廢酸; 2、六水三氯化鋁的結晶長達12～14小時，電耗、能耗高; 3、加熱分解中，廢酸量大，熱解爐腐蝕快，電耗高，水不溶物高; 4、熱解后的堿式氯化鋁難溶于水，不易使用; 5、六水氯化鋁熱解時產生大量氯化氫氣體，不易回收、污染環(huán)講。
6、生產成本高，產量低，效率差。
本發(fā)明的目的在于，改變先濃縮結晶，離心機過濾、熱解，再用水聚合的傳統生產方法，提供一種高效絮凝破乳劑及制造方法，從而解決現有生產工藝及產品存在的不足，提供一種聚合度高，功能多的高效復合高分子絮凝劑。
本發(fā)明提供的在Alcl3溶液基礎上的新型制造方法，可有效地強化生產，大大縮短生產周期，降低生產成本，提高生產效率，改善生產環(huán)講，又可使產品性能顯著提高。
本發(fā)明的技術方案為在Alcl3溶液基礎上直接投加復合聚合劑使溶液到充分聚合后用轉筒烘干即可。
其復合聚合劑可為高鋁酸鈣粉(高鋁水泥)，并添加硫酸鋁用以起增聚和吸潮作用，在一定情況下也可添加硫酸。
該聚合過程可在耐酸聚合釜中進行，溫度控制在≥80℃左右，可利用蒸汽進行加熱。
本發(fā)明的高效絮凝破乳劑，是以鋁鐵離子為中心離子，無機陰離子、硫酸根、氯離子為配位離子，以配位鏈結合的網狀結構型多功能高聚絡合體。
本發(fā)明生產方法為(以高嶺土等作原料投籃Alcl3) ↓(省去中間現有工藝過程) 濾液(Alcl3溶液) ↓ (耐酸聚合釜)復合聚合劑←蒸汽(加熱溫度≥80℃) ↓ 稍加沉淀 ↓ 轉筒烘干 ↓ 包裝→入庫 原有工藝的反應過程 由于H3O+的存在，受到化學平衡的影響，熱解后的堿式氯化鋁聚合反應的聚合度是非常有限的，分子量最高達到3000左右。所含正電荷也不可能高，一般只有4～6個電荷，最新的研究成果是通過核磁共振測定，認為聚合鋁的活性組分為Al13形成的Al13O4(OH)24(H2O)7+12，SO4取代AlO4而形成新的球簇離子〔SO4Al12(OH)24(H2O)12〕10+，所以，堿式氯化鋁只能稱謂有限高分子混凝劑。
鑒此，本發(fā)明采用在Alcl3溶液中直接投加高鋁水泥和硫酸鋁(或硫酸)的聚合方法，使聚合度或分子量達到最高值，并使正電荷達到最大值，并具有多核多功能的復合高分子型，使凝聚效能大大提高。
本發(fā)明聚合反應過程 Alcl3溶液中因PH值很低，酸度很大，10g～20g/升游離酸，因此與水泥中的Al2O3、Fe2O3繼續(xù)反應生產新的Alcl3、Fecl3，水泥中含有碳酸鈣與硫酸鋁發(fā)生反應生成聚合硫酸鋁，與Fecl3反應生成聚合氯化鐵和聚合硫酸鐵 Al2(CO3)3在水溶液中不穩(wěn)定，隨即發(fā)生如下水解 為了破壞浸取反應中所產生的H3O+的化學平衡 開始進行聚合反應 Al3+在水溶液中，以水合離子狀態(tài)存在，離子式應為〔Al(H2O)6〕3+，結構式為
在空間的排布為正八面體，這叫單體鋁離子。
活性Al(OH)3中的羥基CH-可以緩和地，在適當條件下取代水合鋁離子間的H2O，而起架橋作用，使鋁離子成鏈狀或網狀結構 結構式為
其為鋁的雙聚體。
開始形成絡合物。兩個雙聚體在活性Al(OH)3存在的條件下，又進一步相互聚合，以右旋180°的方向，取代右端的一個H2O，形成鋁的四聚體，不但分子量增大，而且電子荷由3+升至7+，形成Al3O4(OH)24(H2O)7+12 2〔Al2(H2O)7(OH)3〕3+→〔Al4(H2O)11(OH)7〕+2H2O 結構式
繼而按照上述絡合方式形成九聚體，十四聚體……直至達到最高值聚合度為80%，PH＝3.9沉淀在釜中。
本發(fā)明中的復合聚合劑采用高鋁酸鈣粉(高鋁水泥)而不采用CaCO3是由以下考慮 1、含鋁量太低，溶液中生成Cacl2干燥后的產品潮解，冬天膨脹，夏天成泥漿狀，產品不穩(wěn)定。
2、凈水效果差，絮病體龐大，給人一種假象，沉降雖快，但余濁太高和一般的聚合鋁沒有多大區(qū)別。
本發(fā)明為由多種高分子通過化學反應復合而成的一種高效絮凝破乳劑，其是較高分子PAm和無機高分子絮凝劑聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵等更為優(yōu)越的新產品。
本發(fā)明及生產方法的優(yōu)點在于 1、原料來源廣泛，可因地制宜就地取材。
2、縮短生產周期，降低生產成本，提高生產效率，提高產品質量和性能，一個年產1000噸的廠采用本發(fā)明可節(jié)省投資100萬元左右，生產成本可降低600元/噸左右。
3、產品功能齊全(1)、能使乳化液破乳;(2)、能壓縮膠體顆粒雙電層，降低

電位，破壞水化膜;(3)、能吸附架橋，使絮凝體大而密實;(4)、反應速度快速，凝聚效能不受原水PH值和低水溫的影響等。
4、產品安全可靠，對人畜無毒無害，可用于生活飲用水的處理。
5、產品反應快，用量少，用于凝聚破乳的投加量比現用聚合鋁減少了3～4倍。
表1高效絮凝破乳劑質量指標 產品新產品PAC日本產品 外觀淺棕色液體灰黑粘稠濁液無色或淡黃液體 Al O(重量%)4～510.5～13.110-11 比重1.111.18～1.2071.19 PH>3.7～2.83.5～5.0 聚合度(%)80～8550～8045～60 重金屬Pb含量<10/<10 (PPm) SO(%)適量/<3.5 Fe O適量// 穩(wěn)定性一年以上不定90天以上 表2高效絮凝破乳劑與PAC室內絮凝效果對比 藥劑投加量(PPm、Al O)水樣濁度 -060° PAC116° 破乳絮凝劑14° 從表1和表2結果看到，高效絮凝破乳劑新產品含Al2O3比PAC低，但絮凝效果卻高3倍。這樣，高效絮凝劑不但耗料少，更重要的是投入的藥劑所帶入的雜質和處理后留下的殘鋁大大減少，這對飲用水的水質提高，保證人體健康是十分重要的。
表3高效絮凝破乳劑與PAC室內處理黑色金屬加工使用乳化液效果對比 藥劑投加量油(mg/l)去除率浮渣量水處理量 (mg/l)原水處理后%ml(t/h) PAC4008530.06540100 破乳劑20080.431.3795.515500 表4高效絮凝破乳劑與PAC室內處理有色金屬 加工使用乳化液效果對比 藥劑投加量COD(mg/l)去除率透光率 原水處理后%% PAC6008300465043.952.0 破乳劑250830092088.9264 表3與表4表明，高效絮凝破乳劑投放量僅為PAC的1/2，折合Al2O3用量約為1/4，不但節(jié)省鋁原料，水處理量還提高3倍，平均除油率高于93%，平均COD去除率高于85%，效果提高3倍。
本發(fā)明具體實施例 可以用高嶺土、鋁礦石、焦寶石、鋁釩土、輕燒粉、煤矸石等為原料，制得Alcl3溶液，在液體Alcl3的基礎上采用直接投加復合聚合劑的方法使其聚合，控制溫度在≥80℃左右，該聚合反應可在耐酸反應釜中進行。
其復合聚合劑可為高鋁酸鈣粉(即高鋁水泥)，并添加硫酸鋁用以增聚和吸潮。
1、在耐酸反應釜中置入20Be°Alcl3溶液。
2、在Alcl3溶液中加入一定量的固體硫酸鋁，其加入量可為溶液的2～10%(重量比)，并加水用以控制此時d＝18Be°，攪拌均勻。
3、向反應釜中加入一定量的耐火高鋁水泥，其加入量可為Alcl3溶液的4～20%(重量比)，其高鋁水泥可分為三次加入即第一次加入1/2左右的量，快速攪拌，以≥80℃溫度加熱，使反應保持速度，反應時，不能停止攪拌，并補充水，以為反應保持原體積。
反應1小時后，每隔1小時，先后投加耐火高鋁水泥1/4，共三個小時加完。
4、保持反應6小時(加前反應過程)，用精密試紙測量PH＝3.8為反應終點(若PH值未達規(guī)定值，可延長反應時間)，即放入貯液池中24小時左右以為水不溶物沉淀(也可加少量水以為能快速放出)。
5、除去殘渣，收集上層液體，將液體置于通有蒸汽的轉筒上烘干包裝即成。
權利要求
1、一種高效絮凝破乳劑及其制造方法，其可以高嶺土、焦寶石、鋁礦石、鋁釩土、輕燒粉、煤矸石、鋁氧粉等為原料，制得AlCl3溶液，本發(fā)明的特征是在AlCl3溶液中直接投加復合聚合劑使其充分聚合，其復合聚合劑中至少有高鋁酸鈣粉即高鋁水泥，聚合時的加熱溫度控制在≥80℃。
2、根據權利要求1所述的高效絮凝破乳劑及其制造方法，其特征在于復合聚合劑中可以有硫酸鋁，以為起增聚和吸潮作用。
3、根據權利要求1所述的高效絮凝破乳劑及其制造方法，其特征在于作為復合聚合劑主要組分的高鋁酸鈣粉即高鋁水泥的投入量為Alcl3溶液的4～20%(重量比)。
4、根據權利要求1或2所述的高效絮凝破乳劑及其制造方法，其特征在于硫酸鋁的投入量為Alcl3溶液的2～10%(重量比)。
5、根據權利要求1所述的高效絮凝破乳劑及其制造方法，其特征在于作為增聚和吸潮作用的也可以是硫酸。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術，涉及一種處理生活飲用水、乳化液等各種工業(yè)廢水的高效絮凝破乳劑及其制造方法，其是以高嶺土等為原料制得AlCl3溶液后，直接投加復合聚合劑使其充分聚合，復合聚合劑中至少應有高鋁酸鈣粉即高鋁水泥，還添加用以起增聚和防潮作用的硫酸鋁或硫酸。采用本發(fā)明制得的絮凝破乳劑聚合度高，乙電荷達到最大值，并具有多核多功能的作用，使凝聚效能大大提高；采用本方法可降低設備及生產成本，縮短生產周期并提高生產效率。
文檔編號C02F1/52GK1089239SQ92115310
公開日1994年7月13日 申請日期1992年12月31日 優(yōu)先權日1992年12月31日
發(fā)明者簡景華 申請人:機械電子工業(yè)部機械第十設計研究院