專利名稱：一種聚硅酸金屬鹽絮凝劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種聚硅酸金屬鹽絮凝劑的制備方法。
背景技術(shù)：
聚硅酸金屬鹽是一類新型的復(fù)合無機(jī)高分子絮凝劑，它是在聚硅酸及傳統(tǒng)的鋁 鹽、鐵鹽等絮凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的聚硅酸與金屬鹽的復(fù)合產(chǎn)物。由于該類絮凝劑同時 結(jié)合了金屬離子的電中和能力和聚硅酸的吸附架橋網(wǎng)捕作用，與傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑(如硫酸 鋁、氯化鐵、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鐵(Pre)等)相比具有礬花生成早、 礬花大、沉降速度快的優(yōu)點，在低溫低濁條件下仍有較好的絮凝效果，引起了水處理界的極 大關(guān)注。張莉?qū)o機(jī)鋁鹽加入聚合硅酸中，攪拌后熟化制得聚硅酸鋁絮凝劑(發(fā)明專利 CN1162345C)；吳有明發(fā)明一種聚合堿式鋁硅絮凝劑及制備方法(CN1173893C)，在活化硅 酸中加入硫酸鋁和氫氧化鈉聚合反應(yīng)形成；李素芹在活化硅酸中加入硫酸鐵、硫酸鋁、四硼 酸鈉靜止熟化1-2天制備得到一種含硼聚合硅酸鋁鐵復(fù)合絮凝劑(CN100500589C)。然而這 些聚硅酸金屬鹽絮凝劑的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用鈦白粉生產(chǎn)的副產(chǎn)物制備價格低廉的聚硅酸金屬 鹽絮凝劑的制備方法。鈦白粉是應(yīng)用最廣、用量最大的一種無機(jī)白色顏料，其產(chǎn)量約占世界白色顏料總 產(chǎn)量的80%。近年來，我國鈦白粉的年生產(chǎn)能力已達(dá)20萬噸，其中絕大部分是采用硫酸法 生產(chǎn)。硫酸法生產(chǎn)鈦白粉過程中，每生產(chǎn)1噸白粉產(chǎn)品會產(chǎn)生3. 5 4. 0噸副產(chǎn)物水合硫酸 亞鐵(俗稱綠礬)和廢酸7 8噸。廢酸的成分一般為=H2SO4 18 22%,FeSO4 5 8%， TiOSO4 1 2%，Al2SO4 1. 5 2. 5%, MgSO4 1 ~ 2%, TiO2等。這些副產(chǎn)物如能恰當(dāng)?shù)乩?用不僅能降低環(huán)境污染程度，而且還能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明方法的具體步驟如下步驟1.將生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的綠礬和廢酸與工業(yè)用氯酸鉀加入到反應(yīng)容器 中，在35 50°C下攪拌2 3小時得到粘稠的聚合硫酸鐵；加入的綠礬與工業(yè)用氯酸鉀的重量比為0.5 1 1，加入的廢酸與工業(yè)用氯酸鉀 的重量比為1 2 1 ；步驟2.將硅酸鈉加水稀釋成硅酸鈉水溶液，硅酸鈉水溶液中S^2的重量含量為 2 3 % ；在硅酸鈉水溶液加入生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的廢酸，將硅酸鈉水溶液的pH值調(diào)節(jié) 成3. 5 4. 5，將硅酸鈉水溶液在常溫下攪拌10 30分鐘，即得到聚硅酸溶液；步驟3.將步驟1得到的聚合硫酸鐵加入到聚硅酸溶液中，攪拌均勻后靜止活化 10 M小時即得聚硅酸金屬鹽絮凝劑，加入的聚合硫酸鐵與硅酸鈉水溶液中SiO2的重量 比為1 2 1。本發(fā)明的聚硅酸金屬鹽絮凝劑的制備方法中，利用了鈦白粉生產(chǎn)的副產(chǎn)物，價格低廉，同時由于在廢酸中還含有Al、Ti、Mg等金屬離子和T^2微粉，它們參與了硅酸的聚 合，優(yōu)化了聚硅酸金屬鹽無機(jī)高分子的結(jié)構(gòu)，所得絮凝劑具有穩(wěn)定性好，適用范圍廣，絮凝 效果佳的特點。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
進(jìn)一步說明本發(fā)明方法。實施例1制備聚硅酸金屬鹽絮凝劑，具體步驟是1)分別將20克綠礬(FeSO4 · 7H20)、40克鈦白粉廢酸、和40克的工業(yè)用氯酸鉀加 入到反應(yīng)容器中，在35°C下攪拌反應(yīng)3小時得到粘稠的聚合硫酸鐵；2)稱取203克硅酸鈉(Na2SiO3，含100克SiO2)加水稀釋成SiO2重量含量為2%的 硅酸鈉水溶液，用廢酸調(diào)節(jié)溶液的PH值為3. 5，常溫下攪拌聚合10分鐘得到聚硅酸溶液；幻取100克上述的聚合硫酸鐵加入到聚硅酸溶液中，攪拌均勻后靜止活化10小時 即得聚硅酸金屬鹽絮凝劑。實施例2制備聚硅酸金屬鹽絮凝劑，具體步驟是1)分別將50克綠礬(FeSO4 · 7H20)、100克鈦白粉廢酸、和50克的工業(yè)用氯酸鉀 加入到反應(yīng)容器中，在50°C下攪拌反應(yīng)2小時得到粘稠的聚合硫酸鐵；2)稱取203克硅酸鈉(NEi2SiO3，含100克SiO2)加水稀釋成SW2重量含量為3%的 硅酸鈉水溶液，用廢酸調(diào)節(jié)溶液的PH值為4. 5，常溫下攪拌聚合30分鐘得到聚硅酸溶液；
3)取200克上述的聚合硫酸鐵加入到聚硅酸溶液中，攪拌均勻后靜止活化M小時 即得聚硅酸金屬鹽絮凝劑。實施例3制備聚硅酸金屬鹽絮凝劑，具體步驟是1)分別將45克綠礬(FeSO4 · 7H20)、90克鈦白粉廢酸、和60克的工業(yè)用氯酸鉀加 入到反應(yīng)容器中，在45°C下攪拌反應(yīng)2. 5小時得到粘稠的聚合硫酸鐵；2)稱取473克硅酸鈉(Na2SiO3 · 9H20,含100克SiO2)加水稀釋成SiO2重量含量 為2. 5%的硅酸鈉水溶液，用廢酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為4，常溫下攪拌聚合20分鐘得到聚硅 酸溶液；3)稱取150克上述的聚合硫酸鐵加入到聚硅酸溶液中，攪拌均勻后靜止活化18小 時即得聚硅酸金屬鹽絮凝劑。實施例4制備聚硅酸金屬鹽絮凝劑，具體步驟是1)分別將30克綠礬(FeSO4 · 7H20)、50克鈦白粉廢酸、和40克的工業(yè)用氯酸鉀加 入到反應(yīng)容器中，在40°C下攪拌反應(yīng)3小時得到粘稠的聚合硫酸鐵；2)稱取353克硅酸鈉(Na2SiO3 · 5H20,含100克SiO2)加水稀釋成SiO2重量含量 為2%的硅酸鈉水溶液，用廢酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為3. 5，常溫下攪拌聚合15分鐘得到聚硅 酸溶液；幻取120克上述的聚合硫酸鐵加入到聚硅酸溶液中，攪拌均勻后靜止活化15小時即得聚硅酸金屬鹽絮凝劑。實施例5制備聚硅酸金屬鹽絮凝劑，具體步驟是1)分別將50克綠礬(FeSO4 · 7H20)、90克鈦白粉廢酸、和60克的工業(yè)用氯酸鉀加 入到反應(yīng)容器中，在45°C下攪拌反應(yīng)2. 5小時得到粘稠的聚合硫酸鐵；2)稱取206克模數(shù)為2. 4的水玻璃(Na2O · 2. 4Si02，含144克SiO2)加水稀釋成 SiO2重量含量為2. 5%的硅酸鈉水溶液，用廢酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為4，常溫下攪拌聚合10 分鐘得到聚硅酸溶液；3)取200克上述的聚合硫酸鐵加入到聚硅酸溶液中，攪拌均勻后靜止活化20小時
即得聚硅酸金屬鹽絮凝劑。
權(quán)利要求
1. 一種聚硅酸金屬鹽絮凝劑的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟是 步驟(1)將生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的綠礬和廢酸與工業(yè)用氯酸鉀加入到反應(yīng)容器中， 在35 50°C下攪拌2 3小時得到粘稠的聚合硫酸鐵；加入的綠礬與工業(yè)用氯酸鉀的重量比為0.5 1 1，加入的廢酸與工業(yè)用氯酸鉀的重 量比為1 2 1 ；步驟( 將硅酸鈉加水稀釋成硅酸鈉水溶液，硅酸鈉水溶液中SiO2的重量含量為2 3% ；在硅酸鈉水溶液加入生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的廢酸，將硅酸鈉水溶液的pH值調(diào)節(jié)成 3. 5 4. 5，將硅酸鈉水溶液在常溫下攪拌10 30分鐘，即得聚硅酸溶液；步驟C3)將步驟(1)得到的聚合硫酸鐵加入到聚硅酸溶液中，攪拌均勻后靜止活化 10 M小時即得聚硅酸金屬鹽絮凝劑，加入的聚合硫酸鐵與硅酸鈉水溶液中SiA的重量 比為1 2 1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚硅酸金屬鹽絮凝劑的制備方法。目前聚硅酸金屬鹽絮凝劑的生產(chǎn)成本較高。本發(fā)明方法首先將生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的綠礬和廢酸與工業(yè)用氯酸鉀加入到反應(yīng)容器中，攪拌得到粘稠的聚合硫酸鐵；然后將硅酸鈉加水稀釋成硅酸鈉水溶液，硅酸鈉水溶液中SiO2的重量含量為2～3％；在硅酸鈉水溶液加入生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的廢酸，將硅酸鈉水溶液的pH值調(diào)節(jié)成3.5～4.5，常溫攪拌得到聚硅酸溶液；將步驟聚合硫酸鐵加入到聚硅酸溶液中，攪拌均勻后靜止活化10～24小時即得聚硅酸金屬鹽絮凝劑。本發(fā)明方法利用鈦白粉生產(chǎn)的副產(chǎn)物，價格低廉，所得絮凝劑具有穩(wěn)定性好，適用范圍廣，絮凝效果佳的特點。
文檔編號C02F1/52GK102101711SQ20101059521
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者俞天明, 聶秋林, 陳建軍 申請人:杭州榮升環(huán)保科技有限公司