專利名稱：一種利用電石渣制備聚合硅酸鈣鋁混凝劑的方法
技術領域：
本發明是一水、廢水、污水處理劑的制備方法，是一種利用電石渣制備聚硅酸鈣鋁 混凝劑的方法。
背景技術：
聚硅酸鹽類混凝劑是一種無機高分子混凝劑。目前，國內外研制聚硅酸鹽混凝劑 的方法主要分為三種一是含金屬離子的聚硅酸絮凝劑，二是復合工藝聚硅酸復合混凝劑， 三是共聚工藝聚硅酸絮 凝劑。聚硅酸和金屬鹽直接混合生成聚硅酸金屬復合混凝劑屬于含 金屬離子的聚硅酸絮凝劑；將聚硅酸和聚合金屬鹽類混合制成PASM絮凝劑即復合工藝聚 硅酸；與金屬鹽類先混合后在加入OH使其聚合制成的絮凝劑即共聚工藝。另外，以礦石、廢 礦渣、粉煤灰等做原料進行研制新型混凝劑已經有所涉及。《安全與環境學報》2002年1期2卷，李亞峰等人試驗研究的電石渣和CaCl2對沈 陽鐵法礦務局煤泥水的混凝處理效果并采用電石渣-PAM混凝沉淀法處理后煤泥水，各項 指標均能達到國家排放標準的報道。中國發明專利公開(公告)號CN1778702公開了趙青 海等人發明的，名稱為“一種污水處理劑及其制備方法和應用”，這種污水處理劑由混凝劑 和助凝劑兩部分組成，復配使用，助凝劑由下列重量份的原料制成電石渣8 20，配制用 水600 1000。使用本發明處理劑處理城鎮污水或工業污水，可達到水質凈化的目的。傳統的低分子、高分子聚硅酸復合型混凝劑在分子形態、聚合度及相應的絮 凝_凝聚效果等方面多存在不足之處，因此，有必要開發新型高效的復合混凝劑彌補其不 足。將聚硅酸與無機金屬鹽混凝劑復配，制備性能穩定的新型無機高分子聚硅酸鹽混凝 齊U。本發明發揮聚硅酸的優勢，彌補金屬鹽自身的缺點，產生協同作用。以電石渣為原料與 高聚硅酸鹽制備混凝劑應用于水處理領域尚未見報道。本
發明內容
本發明的目的是，對現有技術進行實質性改進，提供一種制備方法科學、合理，能 耗低，成本低的利用電石渣制備聚硅酸鈣鋁混凝劑的方法，用上述方法制備的聚硅酸鈣鋁 混凝劑的穩定性好，處理水效果佳。本發明的目的是由以下技術方案來實現的一種利用電石渣制備聚合硅酸鈣鋁混凝劑的方法，其特征是，它包含下述步驟(1)將電石渣進行干燥處理，電石渣干燥溫度100°C 200°C、干燥時間2 6h。干 燥后的電石渣呈粉末狀；(2)電石渣干燥處理后進行提純處理，取步驟(1)得到的電石渣與氨化銨的質量 比為1 6、配制水為200 1200ml、控制溫度20°C 60°C、調節pH = 7 9，控制攪拌速 度100 300r/min，攪拌時間20 30min，靜置20 30min得到電石渣提取液；(3)配制硅酸鈉溶液，所述的硅酸鈉溶液百分比濃度為4% 8%，以SiO2質量分 數計，用10% 30%的濃硫酸或氫氧化鈉調節4% 8%的硅酸鈉溶液的PH為1 3，得到 聚硅酸溶液；
(4)將步驟(3)得到的聚硅酸溶液進行縮聚反應，反應時間為0.5 1.5h，得到高 聚硅酸溶液，此溶液呈白色乳狀乳狀液態；(5)硫酸鋁溶液濃度為0. 03 0. lmol/L, Al與Si的摩爾比為0. 3 0. 8，Ca與 Si的摩爾比為0.2 0.8;(6)在室溫、攪拌速度50 150r/min、攪拌時間1 5min條件下，在高聚硅酸溶 液中加入將步驟(5)得到的硫酸鋁溶液IOOmL ；(7)室溫、攪拌速度50 150r/min、攪拌時間1 5min條件下，在步驟(6)得到 的高聚硅酸和硫酸鋁混合溶液中加入步驟(2)得到的電石渣提取液IOOmL,沉化時間為4 10h，制備成為質量分數為14. 15. 6%的聚合硅酸鈣鋁混凝劑產品，聚合硅酸鈣鋁混 凝劑形態為白色乳狀液體。本發明的制備具有工藝步驟簡單，制造成本低的特點。反應在常溫下進行，易于控 制，穩定性好。產品用作絮凝劑時絮凝迅速，絮體大而堅實，沉降快，應用范圍廣，適用的PH 范圍寬。本發明的制備方法易于實現，可以實現工業化生產聚硅酸鈣鋁，產品在水處理行業 有廣闊的應用前景，經濟效益可觀。
具體實施例方式實施例1 取電石渣進行干燥處理，電石渣干燥爐溫度100°C、干燥時間2h，得到質 量分數為40. 5%粉末狀電石渣；提純時用氯化銨，電石渣與氨化銨的質量比為1，取電石渣 3. 6g，氯化銨3. 6g，于200mL配制水中進行混合，控制其溫度20°C、pH = 7、攪拌速度IOOr/ min、攪拌時間20min、靜置20min，得到含鈣離子0. 02mol/L的電石渣提取液；取10ml、4% 的硅酸鈉溶液引入到5ml、10%硫酸溶液中；利用10%的氫氧化鈉和硫酸調節硅酸鈉溶液 的PH為1，得到聚硅酸溶液；控制縮聚反應時間為0. 5h，得到白色乳狀高聚硅酸溶液；在 縮聚反應后的高聚硅酸溶液中引入0. 03mol/L, IOOmL的硫酸鋁溶液含鈣離子0. 02mol/L, IOOmL的電石渣提取液；室溫、攪拌速度50r/min、攪拌時間Imin條件下，發生縮聚反應；沉 化時間為4h，得到14. 的聚合硅酸鈣鋁混凝劑，聚合硅酸鈣鋁混凝劑形態為白色乳狀液 體。實施例2 取電石渣進行干燥處理，電石渣干燥爐溫度150°C、干燥時間4 h，得到 質量分數為43. 6%粉末狀電石渣；電石渣進行干燥處理后要進行提純處理，提純時用氯化 銨；電石渣與氨化銨的質量比為3，取電石渣10. 8g，氯化銨3. 6g，于700mL配制水中進行混 合，控制其溫度40°C、pH = 8、攪拌速度200r/min、攪拌時間25min、靜置25min得到含鈣離 子0. 05mol/L的電石渣提取液；取20ml、6%的硅酸鈉溶液，控制攪拌速度lOOr/min條件下 引入到7ml、20%硫酸溶液中；利用20%的氫氧化鈉和硫酸調節硅酸鈉溶液的pH為2 ；控制 縮聚反應時間為l.Oh，得到白色乳狀高聚硅酸溶液；在縮聚反應后的高聚硅酸溶液中依次 引入0. 06mol/L, IOOmL的硫酸鋁溶液含鈣離子0. 05mol/L, IOOmL的電石渣提取液，室溫、攪 拌速度lOOr/min、攪拌時間3min條件下，發生縮聚反應；沉化時間為8h，得到14. 6%的聚 合硅酸鈣鋁混凝劑，聚合硅酸鈣鋁混凝劑形態為白色乳狀液體。實施例3 取電石渣進行干燥處理，電石渣干燥爐溫度200°C、干燥時間6h，得到 質量分數為44. 3%粉末狀電石渣；電石渣進行干燥處理后要進行提純處理，提純時用氯化 銨；電石渣與氨化銨的質量比為6，取電石渣21. 6g，氯化銨3. 6g，于1200mL配制水中進行混合，控制其溫度60°C、pH = 9、攪拌速度300r/min、攪拌時間30min、靜置30min得到含鈣 離子0. 08mol/L的電石渣提取液；取30ml、8%的硅酸鈉溶液，控制攪拌速度150r/min條件 下引入到10ml、30%硫酸溶液中；利用30%的氫氧化鈉和硫酸調節硅酸鈉溶液的pH為3 ； 控制縮聚反應時間為1. 5h，得到白色乳狀高聚硅酸溶液；在縮聚反應后的高聚硅酸溶液中 依次引入0. lmol/L, IOOmL的硫酸鋁溶液和含鈣離子0. 08mol/L, IOOmL的提取液，室溫、攪 拌速度150r/min、攪拌時間5min條件下，發生縮聚反應；沉化時間為10h。得到15. 6%的 聚合硅酸鈣鋁混凝劑，聚合硅酸鈣鋁混凝劑形態為白色乳狀液體。氯化銨、硫酸鋁采用分析純，氫氧化鈉，硫酸等原料易得，均為市售產品。本發明的利用電石渣制備聚合硅酸鈣鋁混凝劑的方法所涉及的干燥箱、攪拌器等 均為市售產品。
權利要求
1. 一種利用電石渣制備聚合硅酸鈣鋁混凝劑的方法，其特征是，它包含下述步驟(1)將電石渣進行干燥處理，電石渣干燥溫度100°C 200°C、干燥時間2 乩。干燥 后的電石渣呈粉末狀；(2)電石渣干燥處理后進行提純處理，取步驟(1)得到的電石渣與氨化銨的質量比為 1 6、配制水為200 1200ml、控制溫度20°C 60°C、調節pH = 7 9，控制攪拌速度 100 300r/min，攪拌時間20 30min，靜置20 30min得到電石渣提取液；(3)配制硅酸鈉溶液，所述的硅酸鈉溶液百分比濃度為4% 8%，以SiO2質量分數計， 用10% 30%的濃硫酸或氫氧化鈉調節4% 8%的硅酸鈉溶液的pH為1 3，得到聚硅 酸溶液；(4)將步驟(3)得到的聚硅酸溶液進行縮聚反應，反應時間為0.5 1. ，得到高聚硅 酸溶液，此溶液呈白色乳狀乳狀液態；(5)硫酸鋁溶液濃度為0.03 0. lmol/L，Al與Si的摩爾比為0. 3 0. 8，Ca與Si的 摩爾比為0. 2 0. 8 ；(6)在室溫、攪拌速度50 150r/min、攪拌時間1 5min條件下，在高聚硅酸溶液中 加入將步驟(5)得到的硫酸鋁溶液IOOmL ；(7)室溫、攪拌速度50 150r/min、攪拌時間1 5min條件下，在步驟(6)得到的高聚 硅酸和硫酸鋁混合溶液中加入步驟(2)得到的電石渣提取液IOOmL,沉化時間為4 10h， 制備成為質量分數為14. 15. 6%的聚合硅酸鈣鋁混凝劑產品，聚合硅酸鈣鋁混凝劑 形態為白色乳狀液體。
全文摘要
本發明是一水、廢水、污水處理劑的制備方法，是一種利用電石渣制備聚硅酸鈣鋁混凝劑的方法，其特點是，將電石渣進行干燥處理；干燥的電石渣用氨化銨進行提純處理得到電石渣提取液；配制聚硅酸鈉溶液，用濃硫酸或氫氧化鈉調節硅酸鈉溶液的pH值得到聚硅酸溶液；將聚硅酸溶液進行縮聚反應得到高聚硅酸溶液；將高聚硅酸溶液、硫酸鋁溶液和電石渣提取液進行沉化制備成聚合硅酸鈣鋁混凝劑產品。具有制備方法科學、合理，能耗低，成本低等優點，用上述方法制備的聚硅酸鈣鋁混凝劑的穩定性好，處理水效果佳。
文檔編號C02F1/52GK102092828SQ20101058362
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月8日 優先權日2010年12月8日
發明者張婷, 張瑛潔, 潘好偉, 谷洪君, 郗麗娟 申請人:東北電力大學