專利名稱：硅磷高聚絮凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)硅磷高聚絮凝劑，及其生產(chǎn)法。
該產(chǎn)品屬無機化工產(chǎn)品，用于各種水處理。
發(fā)明創(chuàng)造之前本領(lǐng)域的技術(shù)水平和現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點聚合氧化鋁的制造方法，由各國研究者在許多報告中提出許多種，現(xiàn)在把各方面的資料綜合起來，簡要地介紹如下加堿于鋁鹽溶液在鋁的強酸鹽如氧化鋁，硝酸鋁的濃液中，按照預(yù)定的堿化度徐徐加入濃堿液，充分攪拌，不使生成氫氧化鋁沉淀物。然后在一定溫度下進行相當時間(數(shù)小時)的聚合反應(yīng)，使其熟化后得到制成品。
加鋁酸鈉于鋁鹽溶液以鋁灰為原料，將鹽酸和燒堿分別與鋁灰反應(yīng)，制備三氯化鋁和鋁酸鈉，在氯化鋁的濃溶液中加入鋁酸鈉濃溶液，充分攪拌混合，若有少量氫氧化鋁生成，則需要在短時間內(nèi)加熱溶解。達到一定的堿化度后，在一定溫度下經(jīng)相當時間反應(yīng)熟化后，得到制成品。本法亦稱為中和法。
金屬鋁溶解于鹽酸把金屬鋁碎屑或者薄片溶于鹽酸中，鹽酸的總當量數(shù)低于鋁的總當量數(shù)，經(jīng)過在一定溫度下(80-90℃)相當時間(數(shù)小時到十余小時)的反應(yīng)熟化而得到制成品。鋁量和酸量的比例不同。制品的堿化度也不同。以上是不足量酸溶法。
金屬鋁溶解于鋁鹽溶液在氯化鋁溶液中加入較純的鋁箔，進行數(shù)小時到若干小時的長時間靜置溶解，把過剩的鋁箔分離出來，溶液即為制成品，堿化度可按鋁氯當量比考慮。
金屬鋁溶解于氯化物溶液把鋁箔置放于SnCl4，CuCl2等的乙醇溶液中，進行混合，反應(yīng)和熟化后可得到制成品。
氫氧化鋁溶解于鹽酸向氯化鋁溶液中加入氨水，可以生成氫氧化鋁沉淀物，分離出來洗凈以后，在鹽酸中溶解，鹽酸的總當量效應(yīng)低于氫氧化鋁的當量數(shù)，以建立適應(yīng)的堿化度。溶解液經(jīng)過反應(yīng)熟化后，可得制成品。
氫氧化鋁溶解于鋁鹽溶液制取氫氧化鋁的方法同上法一樣。分離洗凈后，加入到氯化鋁溶液中，煮沸數(shù)分鐘，達到溶解，再經(jīng)反復(fù)熟化可得制成品。根據(jù)氫氧化鋁和氯化鋁的不同比例可得到不同堿化度的制成品。
氯化鋁溶液以離子交換樹脂處理把氯化鋁溶液濾過R-OH型陰離子交換樹脂栓，或者把樹脂置于氯化鋁溶液中反應(yīng)相當時間(48小時)再加分離，樹脂把一部分Cl-離子代換為OH-離子從而得到聚合鋁溶液制成品。
以離子交換樹脂隔層進行電解在U型管電解槽中裝入陰陽離子交換樹脂，設(shè)鉑電極通電流對氯化鋁水溶液進行電解。需進行數(shù)十小時，在陰極附近所得溶液即為制成品。這種裝置中的隔層也可以利用離子交換膜構(gòu)成。
鋁電極電解以鋁板作為電極進行電解，溶出鋁離子溶液PH值在8左右，經(jīng)反應(yīng)可生成鋁的聚合物。
含鋁礦石以鹽酸處理鋁礬土或高嶺土等含鋁礦石粉碎后，用濃鹽酸蒸煮而溶出鋁，酸可循環(huán)回流，酸用量應(yīng)低于可溶出鋁的當量，而得到一定堿化度的制成品。鹽酸中可加入少量(5％左右)氫氟酸，以提高鋁的溶出量。再有可用過量的鹽酸溶出鋁，再加氨中和生成氫氧化鋁，分離后以不足量的鹽酸溶解而制成成品。
由煉鋁中間液制取鋁礦石冶煉生產(chǎn)金屬鋁的過程中有中間產(chǎn)物如鋁酸鈉溶液，氫氧化鋁沉淀等，其中含有硅等雜質(zhì)。經(jīng)過分離凈化，再與適量的鹽酸反應(yīng)，可制成聚合鋁產(chǎn)品。
廢鋁灰以鹽酸處理以溶鋁或鋁加工生產(chǎn)中的廢鋁灰即熔煉尾渣為原料，洗凈后與鹽酸進行反應(yīng)，鋁溶出后進行分離凈化，適當熟化可得成品。如果酸用量低于可溶出鋁的當量數(shù)，控制得當，可直接得到一定堿化度的產(chǎn)品?；蚩捎蒙远嗔康乃崛艹鲣X后，再加堿液調(diào)配到預(yù)定堿化度。
廢鋁灰以堿液處理廢鋁灰洗凈后以濃堿液蒸煮，溶出鋁后分離凈化，按一定堿化度加鹽酸進行調(diào)制，經(jīng)過除鹽，進行適當?shù)姆磻?yīng)熟化，可得制成品。另外，堿溶鋁灰的溶出液也可同酸溶鋁灰的溶出液按一定堿化度的比例進行混合調(diào)制，這樣可以大大降低調(diào)制鹽酸的用量。
聚合氫化鋁的液體制品經(jīng)過濃縮烘干(100℃以下)可制成固體產(chǎn)品。(以上常青等編《絮凝原理》)。
硫酸鋁堿法和酸法<1>堿法用鋁礬土礦粉和氫氧化鈉濃溶液加熱反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，然后進行水解，制得氫氧化鋁，最后與硫酸反應(yīng)得到產(chǎn)品硫酸鋁。
<2>酸法將硫酸和鋁礬土礦粉在反應(yīng)釜中加壓反應(yīng)，然后將母液沉降、分離、中和、蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶和粉碎，最后即得硫酸鋁產(chǎn)品。
堿式硅酸硫酸鋁(PASS)一種堿式多核羥基硅酸硫酸鋁復(fù)合物。組成式為AlA(OH)B(SO4)C(SiOx)D(H2O)E，其中A為1.0，B＝0.75～2.0，C＝0.30～1.12，D＝0.005～0.1，2.0≤X≤4.0[即3＝B＋2C＋2D(X-2)]，E＞4(產(chǎn)品為水溶液時)。復(fù)合物水溶液的堿度為40～60％。CN89108931.4(申請?zhí)?。
此法是1989年加拿大發(fā)明的，為了強化硫酸鋁的絮凝效能，引進SiO32-離子形成硫硅聚鋁(PASS)。
1993年《適用技術(shù)市場》10期，河南農(nóng)大機電工程學院劉圣勇報導(dǎo)了煤矸石生產(chǎn)混凝劑聚合氯化鋁技術(shù)即酸溶法整個工藝流程可分為粉碎、焙燒、連續(xù)酸溶、濃縮結(jié)晶、沸騰分解、配水聚合五道工序。
鋁系列絮凝劑具有礬花大的特點，但也有它的缺點就是Al3+的水相轉(zhuǎn)移。特別是質(zhì)量較差的品種水相轉(zhuǎn)移較嚴重，這個問題已引起人們普遍關(guān)注，這是由于近十年來在衛(wèi)生學上發(fā)現(xiàn)老年癡呆癥與Al3+的殘留積累有關(guān)，這無疑對發(fā)展鋁系絮凝劑產(chǎn)生影響。
本發(fā)明《C-23型絮凝劑》的生產(chǎn)法，要解決的技術(shù)課題是，除了強化絮凝效能之外，為了降低Al3+的水相轉(zhuǎn)移，該產(chǎn)品引入SiO32-后大大降低了Al3+的水相轉(zhuǎn)移。
本發(fā)明為了改進聚鋁的生產(chǎn)工藝，引進H2PO4-有較好的脫色能力，增加其穩(wěn)定性。
加入聚丙稀酰胺，兼?zhèn)淞藷o機、有機兩方面的優(yōu)點，應(yīng)用范圍擴大。
本發(fā)明細節(jié)和解決手段，最佳的實施方案(1)改進原有生產(chǎn)聚鋁的工藝，先在反應(yīng)大缸中加定量的廢雜鋁、屑，再加定量的鹽酸，攪拌，不用熱源、讓其自然反應(yīng)，溫度控制在95℃，熟化時間4小時，投料配比為Al∶HCl∶H2O＝1∶4.8～6∶7.2～9，可合成鹽基度為60～70％的混凝效果佳的聚合鋁。
(2)引入定量的SiO32-(硅酸)，用氫氧化鈉或氫氧化鉀加水稀釋后，用硫酸調(diào)PH值，使生成活性硅酸，然后與聚鋁復(fù)合攪拌反應(yīng)制成產(chǎn)品，可降低Al3+的水相轉(zhuǎn)移。
(3)引進定量的H2PO4-(磷酸)與聚鋁攪拌反應(yīng)，是為了提高絮凝性，降低Al3+的水相轉(zhuǎn)移，該產(chǎn)品有較好的脫色能力，并增加穩(wěn)定性。
(4)該產(chǎn)品中加入定量的聚丙稀酰胺，兼?zhèn)淞藷o機、有機兩方面的優(yōu)點，使應(yīng)用范圍擴大。
(5)必要時可加適量的氫氧化鈉進行鹽基度的調(diào)整。
(6)若要生產(chǎn)固體，加溫90℃，脫水、粉碎、包裝。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，特點、優(yōu)點、進步性本發(fā)明技術(shù)《C-23型絮凝劑》，是一種含有Al3+的聚、硅、磷酸高分子絮凝劑，該產(chǎn)品不但保留了原有鋁、硅、磷組分的各自優(yōu)點，而且由于協(xié)同效應(yīng)，提高了絮凝效果。其特點是引入SiO32-降低Al3+的水相轉(zhuǎn)移。其進步性引進H2PO4-后，具有脫色能力，增加穩(wěn)定性，降低Al3+的水相轉(zhuǎn)移。加入聚丙稀酰胺，兼?zhèn)淞藷o機、有機兩方面的優(yōu)點，應(yīng)用范圍擴大。
優(yōu)點是生產(chǎn)工藝簡單，勞動強度小，便于操作管理，不加溫、加壓，可在常溫常壓下進行，所有投料全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中無“三廢”排出，無污染。
設(shè)備簡單、投資小，反應(yīng)速度快，生產(chǎn)周期短，大大提高經(jīng)濟效益。
權(quán)利要求
(1)該發(fā)明技術(shù)是在改進現(xiàn)有聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上研制的新產(chǎn)品。該產(chǎn)品是一種含有Al3+的聚硅酸、磷酸高分子絮凝劑，該產(chǎn)品不但保持了原有鋁、硅、磷組分的各自優(yōu)點，而且由于協(xié)同效應(yīng)，提高了絮凝效果。加入聚丙烯酰胺，兼?zhèn)淞藷o機、有機兩方面的優(yōu)點，應(yīng)用范圍擴大。其技術(shù)特征是降低Al3+的水相轉(zhuǎn)移，提高絮凝性，有較好的脫色能力，增加其穩(wěn)定性。
(2)根據(jù)權(quán)利要求(1)，其特征是引入SiO32是降低Al3+的水相轉(zhuǎn)移，提高絮凝性。(3)根據(jù)權(quán)利要求(1)，其特征是引進H2PO4-也是降低Al3+的水相轉(zhuǎn)移，有較好的脫色能力，增加其穩(wěn)定性。
(4)根據(jù)權(quán)利要求(1)，加適量的聚丙稀酰胺，兼?zhèn)淞藷o機、有機兩方面的優(yōu)點，應(yīng)用范圍擴大。
(5)根據(jù)權(quán)利要求(1)，對原有生產(chǎn)聚鋁技術(shù)，即生產(chǎn)方法進行改進，提高了絮凝效果，是原有聚鋁不能達到的。
全文摘要
該產(chǎn)品屬無機化工產(chǎn)品，用于各種水處理。該發(fā)明是在原聚鋁生產(chǎn)工藝改進方法的基礎(chǔ)上研制的新產(chǎn)品。其技術(shù)特征是引入SiO該產(chǎn)品是一種含有Al
文檔編號C02F1/54GK1130597SQ95100498
公開日1996年9月11日 申請日期1995年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月9日
發(fā)明者陳春余 申請人:陳春余