[发明专利]共聚硅酸盐絮凝剂的合成新方法

说明书

技术领域

本发明涉及高效絮凝剂共聚硅酸盐的合成新方法。

背景技术

在水处理中，混凝沉降是去除水中胶体悬浮杂质、有机物杂质的重要单元操作步骤。混凝沉降的效果决定最终水处理效果和水处理的成本。在水处理工艺确定的情况下，混凝剂(絮凝剂)的混凝效果决定了最终水处理的出水水质。絮凝剂的工业化发展之路是从1884年美国成功研制并生产出第一代水处理剂硫酸铝开始的。目前，无机高分子絮凝剂如聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合氯化铁或聚合硫酸铁己得到广泛的应用，相对于传统的无机混凝剂如硫酸铝已有明显的提高。

目前，硅铝复合型、硅铁和硅铝铁复合型混凝剂是将活化好的聚合硅酸或直接将水玻璃(硅酸钠)加入到无机高分子混凝剂中来制备。该类制备方法制备的硅、铝复合型混凝剂虽然混凝效果有所提高，但一般效果不是特别明显，而且工艺复杂，产品稳定性差，存放时间短。

四氯化硅是多晶硅和三氯氢硅生产的副产品。采用西门子工艺的多晶硅厂每生产1吨高纯多晶硅产品，将产生副产品四氯化硅10～20吨。每生产1吨三氯氢硅将产生20％副产品四氯化硅。副产品四氯化硅也困扰着多晶硅及相关行业的健康发展。

目前，还没有见到有关高氯硅烷主要是四氯化硅(也可以是四氯化硅与三氯氢硅的混合物)应用到絮凝剂研究、生产中的资料报到。

发明内容

本发明的目的在于发明一种工艺简单，混凝除浊效果好、存放时间长的共聚硅酸盐絮凝剂的合成新方法，同时又解决了多晶硅行业的瓶颈问题。

为实现以上目的，本发明提供一种共聚硅酸盐絮凝剂的合成新方法：在合成聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合氯化铁或聚合硫酸铁等絮凝剂的反应中后期，或与聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合氯化铁或聚合硫酸铁等液体絮凝剂，将高氯硅烷按照铝与硅或铁与硅摩尔比为1：0.003～1：0.3比例加入到聚合反应器中，与上述聚合物发生共聚反应合成共聚硅酸盐絮凝剂，再通过分析和调整反应条件达到聚合终点。

其中高氯硅烷是四氯化硅或四氯化硅与三氯氢硅的混合物。

本发明通过简单的反应设备高效率制备出共聚硅酸盐絮凝剂。本发明的优点是：共聚硅酸盐絮凝剂比聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合氯化铁或聚合硫酸铁等絮凝剂及其一些复合产品具备更为优良的混凝效果，能使水中的胶体快速脱稳，提高去除水中杂质的能力，并且具有简洁的生产工艺和低廉的生产成本。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但并不限制本发明的保护权项。

实施例1

将2000千克固体工业硫酸亚铁、900千克20％硫酸加入耐酸搪瓷反应釜中，搅拌升温，加入100千克酸性硝硫酸铁，通入空气或氧气催化氧化聚合，反应在75-105℃的温度范围内进行，反应时间控制为2小时，然后再缓缓加入30千克四氯化硅进行共聚合1—3小时，生成深褐色粘稠的共聚硅酸氯化硫酸铁。

实施例2

将200千克聚合氯化铁(含氯化铁42％)加入耐酸搪瓷反应釜中，搅拌升温到4575℃，缓缓加入3千克四氯化硅，进行共聚合1—3小时，加入稳定剂调节生成深褐色共聚硅酸氯化铁。

实施例3

将12000千克聚合氯化铝(含三氧化铝：10％)加入氯化聚合反应器中，搅拌升温到75-105℃，缓缓加入1500千克四氯化硅进行共聚合1—6小时，然后再加入铝酸钙调节共聚反应至PH为2.7-3.5，生成聚合硅酸氯化铝。