一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑及制備方法，即首先將硅酸鹽加入到蒸餾水中，30℃下快速攪拌30min溶解，得到硅酸鹽水溶液，然后加入交聯(lián)劑，攪拌均勻后，得到的混合液用酸調(diào)節(jié)pH為2-5，然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為100r/min進行聚合反應(yīng)1-3h，所得的反應(yīng)液靜止熟化3-4h，即得到聚合硅酸水溶液；然后常溫不斷攪拌的情況下，向其中依次加入鋁鹽和鋅鹽，然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為100r/min攪拌3-6h后避光熟化6-8h，即得聚合硅酸鋁鋅絮凝劑。該聚合硅酸鋁鋅絮凝劑絮凝效果好，不僅適用水處理，還適用于對軋制廢油的處理。且本發(fā)明制備簡單，操作方便，對反應(yīng)設(shè)備要求低，適于規(guī)?；a(chǎn)。
【專利說明】一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的進步與人們生活水平的不斷提高，人們的環(huán)保意識逐漸增強，對廢水 和廢油的處理要求越來越高。絮凝不僅是廢水處理常用的手段也是處理含有大量固體顆粒 廢油的常用手段，因此絮凝劑一直處于比較重要的位置。作為第二代絮凝劑，無機高分子絮 凝劑因為有著絮凝效果好，價格低廉等優(yōu)點，在絮凝劑領(lǐng)域一直占有較大份額。
[0003] 活化硅酸是在上世紀(jì)30年代中后期作為助凝劑在水處理中應(yīng)用的，但由于聚硅 酸具有很強的自聚能力，在實際應(yīng)用中受到很大的限制。后來研宄發(fā)現(xiàn)，金屬離子不但能提 高聚硅酸的絮凝效果，還能提高其穩(wěn)定性，人們便利用硅酸和其它金屬鹽復(fù)配來實現(xiàn)聚硅 酸的改性，并于1988年成功開發(fā)出聚硅硫酸鋁（PASS)多核無機高分子絮凝劑。聚硅酸金 屬鹽絮凝劑不僅有無機高分子絮凝劑的電中和作用，也具有有機高分子絮凝劑卷掃網(wǎng)捕作 用。
[0004] CN1082006A介紹了一種多核經(jīng)基硅酸一硫酸鋁化合物及其制備工藝，該工藝包括 在高剪切條件下將一種堿金屬硅酸鹽和一種堿金屬鋁酸鹽溶液混合，然后再將混合物添加 到酸性的硫酸鋁中。該方法得到的產(chǎn)品穩(wěn)定性好，也改進了絮凝應(yīng)用方面的性能。但使用 的高剪切設(shè)備費用較高。
[0005] CN101407352A由水玻璃、稀硫酸溶液、碳酸氫鈉、硫酸亞鐵、硫酸鋅和氧化劑制成 聚硅鐵鋅混凝劑。該聚硅鐵鋅混凝劑的絮凝效果相對較好，但絮凝時間相對較長，并且該聚 硅鐵鋅混凝劑的制備過程所使用的藥品較多，因此制備成本較高，制備工藝復(fù)雜，此外該聚 硅鐵鋅混凝劑主要用于水處理，在廢油處理方面的效果欠佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一是為了解決上述聚硅鐵鋅混凝劑絮凝效果不理想等技術(shù)問題 而提供一種聚合硅酸鋅絮凝劑。
[0007] 本發(fā)明的目的之二是提供上述的一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑的制備方法，該制備方 法具有制備工藝簡單，制備成本低廉等優(yōu)點，其不僅可用于水處理，還可用于軋制廢油的處 理。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案 一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑，其通過包括如下步驟的方法制備而成： (1 )、將硅酸鹽加入到蒸餾水中，30°C下快速攪拌30min溶解，得到硅酸鹽水溶液，然后 加入交聯(lián)劑，攪拌均勻后，得到的混合液用酸調(diào)節(jié)PH為2-5,優(yōu)選pH為2. 5-4,然后控制攪 拌轉(zhuǎn)速為l〇〇r/min進行聚合反應(yīng)l-3h，所得的反應(yīng)液靜止熟化3-4h，即得到聚合娃酸水溶 液； 所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀； 所述的交聯(lián)劑為硼砂，其用量按質(zhì)量比計算，即硅酸鹽：交聯(lián)劑為6 :1的比例計算； 所述的酸為硫酸、鹽酸或乙酸； (2)、常溫不斷攪拌的情況下，向步驟（1)所得的聚合硅酸水溶液中依次加入鋁鹽和鋅 鹽，然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為l〇〇r/min攪拌3-6h后避光熟化6-8h，即得聚合硅酸鋁鋅絮凝劑； 所述鋁鹽為氯化鋁或者硫酸鋁，鋅鹽為氯化鋅或者硫酸鋅； 所述的鋁鹽和鋅鹽的加入量，按摩爾比計算，即步驟（1)所得的聚合硅酸水溶液中的 硅：鋁鹽中鋁：鋅鹽中的鋅為1:2-3:2-4。
[0009] 上述所得的一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑不僅可用于水處理，還可用于軋制廢油處 理。
[0010] 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明的一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑，由于在聚合硅酸鋁的基礎(chǔ)上引入鋅離子，因此所 得的絮凝劑顆粒密集沉重，易于沉淀，不但可用于水處理行業(yè)，還可用于廢油的處理，本發(fā) 明的應(yīng)用實施例中也充分的證明了上述結(jié)論。并且，由于聚合硅酸鋁鋅中的鋁和鋅的協(xié)同 作用產(chǎn)生的絮凝效果比單獨的一種聚合硅酸鋁或聚合硅酸鋅的絮凝效果都要好，并且該聚 合硅鋁鋅絮凝劑產(chǎn)生的絮凝效果比專利CN101407352A制備的聚硅酸鐵鋅的絮凝效果更 好。
[0011] 進一步，本發(fā)明的一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑的制備方法，由于制備過程所用的原 料均為常見原料，因此生產(chǎn)成本低廉，并且制備過程中不產(chǎn)生有害氣體，因此制備過程環(huán) 保，無污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1、實施例1所得聚合硅酸鋁鋅絮凝劑的SEM圖。

【具體實施方式】
[0013] 下面通過具體的實施例對本發(fā)明進一步說明闡述，但本發(fā)明并不限于此。
[0014] 本發(fā)明應(yīng)用實施例中濁度的測量方法（已經(jīng)在實施例中給出儀器型號與廠家，沒 有具體的方法，只是用儀器進行測量。請給出測量方法所在的參考文獻)及測量所用的儀器 (請給出該儀器的型號及生產(chǎn)廠家的信息)。
[0015] 實施例1 一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑，其通過包括如下步驟的方法制備而成： (1) 、將2. 84克硅酸鹽加入到200ml蒸餾水中，室溫下快速攪拌20min溶解，得到質(zhì)量 百分比濃度為1. 42%的硅酸鹽水溶液，然后加入0. 47g交聯(lián)劑，攪拌均勻后，得到的混合液 用硫酸調(diào)節(jié)PH為2. 5,然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為lOOr/min進行聚合反應(yīng)lh，所得的反應(yīng)液靜止 熟化4h，即得到無色透明的聚合硅酸水溶液； 所述硅酸鹽溶液為Na2SiO3 · 9H20 ; 所述的交聯(lián)劑為硼砂，其用量按質(zhì)量比計算，即硅酸鹽：交聯(lián)劑為6 :1 ; (2) 、常溫不斷攪拌的情況下，向步驟（1)所得的聚合硅酸水溶液中依次加入4. 83g鋁 鹽和5. 74g鋅鹽，當(dāng)向聚合硅酸水溶液中加入氯化鋁時溶液首先變?yōu)槿榘咨诓粩鄶嚢?下逐漸變澄清，然后再加入硫酸鋅攪拌至澄清，然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為lOOr/min攪拌3h后避 光熟化5h，即得聚合硅酸鋁鋅絮凝劑； 所述的鋁鹽為AlCl3 · 6 H2O,鋅鹽為ZnSO4 · 7H20 ; 所述的鋁鹽和鋅鹽的加入量，按摩爾比計算，即步驟（1)所得的聚合硅酸水溶液中的 硅：鋁鹽中鋁：鋅鹽中的鋅為1:2:2。
[0016] 采用掃描電子顯微鏡（S3400N，日本日立)對對上述所得的聚合硅酸鋁鋅絮凝劑掃 描，所得的掃描電鏡圖如圖1所示，從圖1中可以看出，聚合硅酸鋁鋅絮凝劑呈黏稠狀態(tài)，由 此表明上述所得的聚合硅酸鋁鋅絮凝劑的聚合效果好。
[0017] 對照實施例1 一種聚合硅酸鋁絮凝劑，其通過包括如下步驟的方法制備而成： (1) 、將2. 84克硅酸鹽加入到200ml蒸餾水中，室溫下快速攪拌20min溶解，得到濃度 為1. 42%的硅酸鹽水溶液，然后加入0. 47g交聯(lián)劑，攪拌均勻后，得到的混合液用硫酸調(diào)節(jié) pH為2. 5,然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為lOOr/min進行聚合反應(yīng)lh，所得的反應(yīng)液靜止熟化4h，即 得到無色透明的聚合硅酸水溶液； 所述硅酸鹽溶液可以為Na2SiO3 · 9H20 ; 所述的交聯(lián)劑為硼砂，用量以硅酸鹽：交聯(lián)劑為6 :1的比例計算； (2) 、常溫不斷攪拌的情況下，向步驟（1)所得的聚合硅酸水溶液中依次加入9. 66g鋁 鹽，然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為l〇〇r/min攪拌3h后避光熟化5h，即得聚合硅酸鋁絮凝劑； 所述的鋁鹽為AlCl3 · 6 H2O ; 所述的鋁鹽的加入量，按摩爾比計算，即步驟（1)所得的聚合硅酸水溶液中的硅：鋁鹽 中錯為1:4。
[0018] 對照實施例2 一種聚合硅酸鋅絮凝劑，其通過包括如下步驟的方法制備而成： (1) 、將2. 84克硅酸鹽加入到200ml蒸餾水中，室溫下快速攪拌20min溶解，得到濃度 為1. 42%的硅酸鹽水溶液，然后加入0. 47g交聯(lián)劑，攪拌均勻后，得到的混合液用硫酸調(diào)節(jié) pH為2. 5,然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為lOOr/min進行聚合反應(yīng)lh，所得的反應(yīng)液靜止熟化4h，即 得到無色透明的聚合硅酸水溶液； 所述硅酸鹽溶液可以為Na2SiO3 · 9H20 ; 所述交聯(lián)劑為硼砂，用量以硅酸鹽：交聯(lián)劑為6 :1的比例計算； (2) 、常溫不斷攪拌的情況下，向步驟（1)所得的聚合硅酸水溶液中依次加入11. 48g鋅 鹽，然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為l〇〇r/min攪拌3h后避光熟化5h，即得聚合硅酸鋅絮凝劑； 所述鋅鹽為ZnSO4 · 7H20 ; 所述鋅鹽的加入量，按摩爾比計算，即步驟（1)所得的聚合硅酸水溶液中的硅：鋅鹽中 的鋅為1:4。
[0019] 應(yīng)用實施例1 按投放量均為I. 2g/L將實施例1所得的聚合硅酸鋅絮凝劑、對照實施例1所得的聚合 硅酸鋁絮凝劑、對照實施例2所得的聚合硅酸鋅絮凝劑、專利CN101407352A制備的聚硅酸 鐵鋅分別投放到事先用濁度計（A15/76,北京大川機械電子設(shè)備)測定好的濁度為60NTU(濁 度的單位）的高嶺土渾濁水中，簡單混合攪拌0. 5h，沉降處理Ih后，高嶺土渾濁水處理前、 后的性能指標(biāo)如下表：

【權(quán)利要求】
1. 一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟： (1 )、將硅酸鹽加入到蒸餾水中，30°C下快速攪拌30min溶解，得到硅酸鹽水溶液，然后 加入交聯(lián)劑，攪拌均勻后，得到的混合液用酸調(diào)節(jié)pH為2-5,然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為lOOr/min 進行聚合反應(yīng)l_3h，所得的反應(yīng)液靜止熟化3-4h，即得到聚合硅酸水溶液； 所述硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀； 所述的交聯(lián)劑為硼砂，其用量按質(zhì)量比計算，即硅酸鹽：交聯(lián)劑為6 :1的比例計算； 所述的酸為硫酸、鹽酸或乙酸； (2)、常溫不斷攪拌的情況下，向步驟（1)所得的聚合硅酸水溶液中依次加入鋁鹽和鋅 鹽，然后控制攪拌轉(zhuǎn)速為l〇〇r/min攪拌3-6h后避光熟化6-8h，即得聚合硅酸鋁鋅絮凝劑； 所述鋁鹽為氯化鋁或者硫酸鋁，鋅鹽為氯化鋅或者硫酸鋅； 所述的鋁鹽和鋅鹽的加入量，按摩爾比計算，即步驟（1)所得的聚合硅酸水溶液中的 硅：鋁鹽中鋁：鋅鹽中的鋅為1:2-3:2-4。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種聚合硅酸鋁鋅絮凝劑的制備方法，其特征在于步驟（1)中 混合液的pH為2. 5-4。
3. 如權(quán)利要求1所述的制備方法所得的聚合硅酸鋁鋅絮凝劑，其特征在于所述的聚合 硅酸鋁鋅絮凝劑按摩爾比計算，硅：鋁：鋅為1:2-3:2-4。
4. 如權(quán)利要求3所述的制備方法所得的聚合硅酸鋁鋅絮凝劑，其特征在于所述的聚合 硅酸鋁鋅絮凝劑按摩爾比計算，硅：鋁：鋅為1:2:2。
5. 如權(quán)利要求3所述的制備方法所得的聚合硅酸鋁鋅絮凝劑，其特征在于所述的聚合 硅酸鋁鋅絮凝劑按摩爾比計算，硅：鋁：鋅為1:3:4。
6. 如權(quán)利要求1所述的制備方法所得的聚合硅酸鋁鋅絮凝劑可用于水處理或軋制廢 油處理。
【文檔編號】C10M175/00GK104445236SQ201410749849
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】韓生, 榮紹豐, 劉程, 陳永悅, 石磊, 朱建英, 馬鵬, 劉亞鋒 申請人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院