專利名稱：高堿化度聚合多離子復合混凝劑及制備方法
技術領域：
本發明提供一種高堿化度聚合多離子氯化硅鋁鈣復合混凝劑，同時還提供了其制備方法，屬于絮凝法水處理用化學試劑制備技術領域。
背景技術：
目前，多數廠家通常采用含鋁原料，如礬土、鋁酸鈣粉等原料與酸類產品反應，通過調整原料配比，反應溫度，時間或壓力以達到產品的最佳反應狀態。在產品的應用效果方面，由于受到形態結構的影響，導致現有產品的單耗較高，這樣不僅提高了水處理成本，而且影響到水中某些金屬元素，尤其是重金屬元素含量及殘留鋁含量的升高，在飲用水處理用領域，這些金屬元素將會對人體健康產生一定的負面影響。
國際上，日本水處理藥劑處于領先地位。產品不僅外觀好，重金屬雜質含量低，而且絮凝效果優異，但產品成本高，對經濟尚不發達的國內來說，其產品在中國的應用和推廣必然受到限制。
發明內容
本發明提供一種高堿化度聚合多離子復合混凝劑，具有降低產品單耗，從而降低水中的重金屬含量和殘留鋁含量，并保持或降低現有藥劑的產品成本的特點。
本發明高堿化度聚合多離子氯化硅鋁鈣復合混凝劑生產工藝包括以下步驟將氫氧化鋁和鹽酸按1∶2～10的比例投入反應釜內，升溫至100～200℃，壓力為0.10～0.54MPa，反應1～3小時，出料至已經加水的調整罐內，水與氫氧化鋁的比例為1～4∶1；調整罐內料液和水的混合液溫度在20～100℃之間，加入鋁酸鈣粉，鋁酸鈣粉與料液的比例為1∶2～7；保持料液溫度在50～100℃之間；當反應料液出現粘稠，粘度達到10～300mPa.S時，加部分水稀釋，稀釋至不再粘稠時，繼續反應，至再次出現粘稠時，再次加水稀釋，如此反復1～6次，直至料液不再出現粘稠為止，最后將所有剩余水量一次性加入料液中，在反應過程中至反應結束時的總加水量與氫氧化鋁的比為2～6∶1，此過程應在2小時內結束，得本發明。
該混凝劑的主要成分為O20～30％；Na0.1～0.2％；Al18～19％；Si1.5～2.5％；Ca11～12％；Fe1～2％；Cl40～42％；堿化度20～90％。
產品標準按《水處理劑--聚氯化鋁》GB15892-2003執行，其他分析項目主要是粘度的測定。
試驗結果從幾個水廠的大型絮凝試驗來看，試驗條件目前有低溫低濁加助劑的，也有正常溫度、濁度不加助劑的；無論哪種條件，從試驗效果來看，都比原來的凈水藥劑可節藥20％～60％。
本發明工藝具有以下積極效果1、從用藥量來看，以新藥品節藥20％計，則可大大降低水處理成本；2、反應過程中提高了原材料有效成分轉化率，因而提高了產品產量，并在一定程度上降低了產品的原材料成本，由于原材料價格的不斷浮動，目前產品噸原材料成本可降低40～100元；3、降低設備損耗。由于藥劑生產廠家產量、水處理單位用量均可下降，因此可大大降低生產廠和使用單位的設備損耗，減少設備的維修費用；4、減少固、氣廢棄物的排放，進一步降低水中的殘留鋁量，具有明顯的社會效益。第一，按每50噸料液產渣量為0.5噸計，則年產量減少3000噸，渣量則可減少約30噸，減少了廢渣排放量；第二，用藥量的減少，降低了水中的殘留鋁量，更加保證了市民的安全用水。從上述來看，發明產品，具有廣泛的社會效益。
5、由于本發明產品具有高粘度，高堿化度的特點，因而對具備滾筒干燥設備，生產同體能力的企業，更有提高勞動效率，減少空氣污染，節省能源的明顯優勢。
6、本發明產品主要以解決低溫低濁水為主要研究方向，在高溫高濁條件更能表現出優異的凈水性能。因此，該產品適用范圍寬，尤其適合東北地區使用。
具體實施例方式通過以下實施例進一步舉例描述本發明，并不以任何方式限制本發明，在不背離本發明的技術解決方案的前提下，對本發明所作的本領域普通技術人員容易實現的任何改動或改變都將落入本發明的權利要求范圍之內。
實施例1稱取氫氧化鋁1.366噸；鹽酸6.898噸，升溫至130℃，壓力為0.15MPa，反應2小時。向反應罐內加水5.09噸，將上述料液加入，溫度應在70～90℃之間，投加2.40噸鈣粉進行反應，當反應料液粘度達到102～103mPa·S時，可加部分水稀釋，繼續反應，當料液粘度再次達到初始粘度時，再次加部分水稀釋，如此反復2～3次，直至料液粘度達到10mPa·S～300mPa·S之間，料液不再繼續粘稠為止，最后將所有剩余水量3.5～4.5噸一次性加入料液中，此過程應在2小時內結束。反應過程中共加水5.8噸，投加鈣粉后的料液溫度應保持在50～70℃之間。
實施例2稱取氫氧化鋁1.466噸；鹽酸6.40噸，升溫至150℃，壓力為0.20MPa，反應1.5小時。向反應罐內加水4.50噸，將上述料液加入，溫度應在70～90℃之間，投加2.50噸鈣粉進行反應，當反應料液粘度達到102～103mPa·S時，可加部分水稀釋，繼續反應，當料液粘度再次達到初始粘度時，再次加部分水稀釋，如此反復2～3次，直至料液粘度達到10mPa·S～300mPa·S之間，料液不再繼續粘稠為止，最后將所有剩余水量4～5噸一次性加入料液中，此過程應在1.5小時內結束。反應過程中共加水6.50噸，投加鈣粉后的料液溫度應保持在50～70℃之間。
實施例3稱取氫氧化鋁1.628噸；鹽酸6.4噸，向反應罐內加水4.8噸，將上述料液加入，溫度應在70～90℃之間，投加2.60噸鈣粉進行反應，當反應料液粘度達到102～103mPa·S時，可加部分水稀釋，繼續反應，當料液粘度再次達到初始粘度時，再次加部分水稀釋，如此反復2～3次，直至料液粘度達到10mPa·S～300mPa·S之間，料液不再繼續粘稠為止，最后將所有剩余水量5～6噸一次性加入料液中，此過程應在1.5小時內結束。反應過程中共加水7.0噸，投加鈣粉后的料液溫度應保持在50～70℃之間。
試驗例選擇聚合鋁作為本發明產品的主要對比對象。
一、凝除濁效果試驗以不同季節，松花江水和長春石頭口門、新立城水庫水為原水進行試驗1、原水濁度7.5NTU；水溫2℃；PH值7.55從以上可見，達到同樣水處理效果，在單獨使用混凝劑的情況下，聚合多離子型復合絮凝劑可節藥30％以上。
2、在加助劑情況下的混凝除濁試驗原水濁度15NTU，水溫4.5℃；PH值7.80
二、除色效果試驗處理造紙工業廢水原水溫度0.5℃；濁度11.7NTU，色度320；PH值6.90從上述處理結果可以看出，在加助劑的情況下，兩種混凝劑在同時加入助劑的情況下，發明產品比聚合鋁可節藥20～30％，且前者的混凝脫色性能要優于后者。
權利要求
1.一種高堿化度聚合多離子型復合混凝劑，用以下工藝制得將氫氧化鋁和鹽酸按1∶2～10的比例投入反應釜內，升溫至100～200℃，壓力為0.10～0.54MPa，反應1～3小時，出料至已經加水的調整罐內，水與氫氧化鋁的比例為1～4∶1；調整罐內料液和水的混合液溫度在20～100℃之間，加入鋁酸鈣粉，鋁酸鈣粉與料液的比例為1∶2～7；保持料液溫度在50～100℃之間；當反應料液出現粘稠，粘度達到10～300mPa.S時，加部分水稀釋，稀釋至不再粘稠時，繼續反應，至再次出現粘稠時，再次加水稀釋，如此反復1～6次，直至料液不再出現粘稠為止，最后將所有剩余水量一次性加入料液中，在反應過程中至反應結束時的總加水量與氫氧化鋁的比為2～6∶1，此過程應在2小時內結束，得本發明。
2.根據權利要求1所述的復合混凝劑的生產工藝，包括以下步驟將氫氧化鋁和鹽酸按1∶2～10的比例投入反應釜內，升溫至100～200℃，壓力為0.10～0.54MPa，反應1～3小時，出料至已經加水的調整罐內，水與氫氧化鋁的比例為1～4∶1；調整罐內料液和水的混合液溫度在20～100℃之間，加入鋁酸鈣粉，鋁酸鈣粉與料液的比例為1∶2～7；保持料液溫度在50～100℃之間；當反應料液出現粘稠，粘度達到10～300mPa.S時，加部分水稀釋，稀釋至不再粘稠時，繼續反應，至再次出現粘稠時，再次加水稀釋，如此反復1～6次，直至料液不再出現粘稠為止，最后將所有剩余水量一次性加入料液中，在反應過程中至反應結束時的總加水量與氫氧化鋁的比為2～6∶1，反應時間為2小時。
全文摘要
本發明提供一種高堿化度聚合多離子型復合混凝劑生產工藝，將氫氧化鋁和鹽酸按比例投入反應釜內，100～200℃、0.10～0.4Mpa條件下反應1～3小時，按比例加水和鋁酸鈣粉，當反應料液出現粘稠，加水稀釋，稀釋至不再粘稠時，繼續反應，至再次出現粘稠時，再次加水稀釋，直至料液不再出現粘稠為止，最后將所有剩余水量一次性加入料液中，反應結束得本發明。由于通過控制溫度、粘度等指標，使其達到最佳聚合狀態，因而具有特殊的結構狀態，不僅具有高堿化度混凝劑的很強的吸附電中和、凝聚脫穩、粘結架橋，避免調節PH值等優點，而且相對于其他混凝劑產品來講，具有明顯的提高出水質量、降低成本費用的優勢。
文檔編號C02F1/52GK1843959SQ20061001682
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月30日 優先權日2006年4月30日
發明者歷建萍, 姜萬林, 馬平, 程秀本, 楊天棟 申請人:長春水務(集團)有限責任公司