[发明专利]聚硅酸氯化铁絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明是聚硅酸氯化铁絮凝剂的制备方法，属于水的净化、废水处理技术领域。

背景技术

水资源问题在全世界被引起广泛的关注，1998年世界环境与发展委员会（WCED）提出：水资源正在取代石油，可能成为在引起全世界范围内危机的主要问题。我国是一个干旱、缺水相对较严重的国家，水资源总量名列世界第6位，为28405亿m³，人均只有2210m³，仅为世界平均水平的1/4，而全球有13个人均水资源最贫乏的国家，我国就是其中一个。目前据统计中国全国669座城市中有400座供水不足，其中110座严重缺水。水资源短缺已经成为中国，特别是中国北方地区经济社会发展的重要制约因素，水资源的形势十分严峻。

多年来尽管政府部门和企业在水资源的可持续利用，水污染控制方面做了大量的工作，但也仅仅是体现于废水和主要污染物排放得到基本遏制，很多问题没有得到真正的解决。而这种水资源短缺和水污染并存的局面，严重威胁着人们的生活和经济的可持续发展。因此，只有对排放废水进行有效净化和回用，才能使我们有限的水资源满足人们日益增长的生产和生活的需要。

絮凝法由于高效、简单而又经济，已成为重要的水处理方法或前置单元操作技术，在水处理中占有极其重要的地位。现在的絮凝剂主要分为无机絮凝剂与有机絮凝剂。其中有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂相比，虽然具有用量少、絮凝速度快、受其共存盐类和体系pH值及环境温度影响小、生成污泥量少且易处理等优点，但是，大都存在一定的毒性，严格来说不适宜在饮用水中进行应用。无机高分子絮凝剂是60年代后在传统的铝盐、铁盐的基础上发展起来的一类新型的水处理药剂，但由于铝离子有潜在的毒性，因此也不适宜在饮用水处理中使用，因此，近年来，含铁的无机高分子絮凝剂成为水处理药剂研究中的热点。20世纪90年代初期，人们开始了对聚硅酸铁盐的研制。经研究发现，该絮凝剂具有pH值适用范围广、絮凝沉降速度快、安全、无毒等有点。

目前，应用较为广泛的含铁的絮凝剂主要有三氯化铁、聚合硫酸铁以及聚合氯化铁。其中，三氯化铁以及聚合硫酸铁的生产工艺较为成熟，被广泛应用。但是三氯化铁中游离酸含量较高，在应用过程中，对设备具有腐蚀性，因此，应用受到很大的限值。而聚合硫酸铁，相对与三氯化铁，其生产工艺较为复杂，并且采用较多的是用工业硫酸、硫酸铁，硅酸钠等为原料进行制备，生产过程存在一定的危险性，造成其生产成本较高。聚合氯化铁由于它的稳定性较差，一直在市场上没有得到广泛的应用。

在CN1266819A中曾报道，用酸洗废液制备聚合氯化铁絮凝剂，该方法需要补加铁屑，还要用酸调节其碱化度。但是对于其原料而言会受一定的限值，因为在钢铁工业中能产生的铁屑量是一定，并且在使用之前需要进行一定的处理，否则会对环境产生不利影响，这使生产工艺上又要多了一步，耗费人力物力，不经济。而在CN1210818A中提到的聚硅酸氯化铁的制备方法，直接用三氯化铁为原料制备聚合氯化铁，再与聚硅酸复合，此方法成本较高，工艺也较复杂。CN101003390A是以工业酸洗废液和氧化铁皮为主要原料，据有关资料表明，工业酸洗废液，其悬浮物、浊度、pH值均会严重超标，可造成严重的环境污染，因此，根据此方法所述，在进行利用前应对其进行一定的处理，才能到达理想的效果，使得在制备的工程中需要增加格外的成本，也不经济。

发明内容

本发明聚硅酸氯化铁絮凝剂的制备方法，能解决上述方法的缺点，本方法具有

原料容易

得到、工艺简单、成本低，效果优于常规絮凝剂的优点。本发明是按以下技术方案实现的，本发明聚硅酸氯化铁絮凝剂的制备方法的特征包括以下步骤：

1）聚合氯化铁的制备：取赤铁矿Fe₂O₃粉，以浓度为6~8mol/L的工业盐酸加入其中，在75~95℃水浴加热器中进行氧化反应，搅拌2~3小时，然后过滤，得到三氯化铁溶液；在38~42℃水浴中用氢氧化钠调节所述的三氯化铁溶液的pH值在1.2~1.6之间，搅拌反应28~32分钟，熟化24小时，得到聚合氯化铁溶液；

2）聚硅酸的制备：用稀硫酸逐步加入到硅酸钠溶液中，调节其pH值为1.8~2.2，活化28~32分钟，得聚硅酸溶液；

3）聚硅酸氯化铁的制备：将聚合氯化铁溶液与聚硅酸按铁硅物质的量比为1:1进行混合，在温度为38~42℃的条件下，调节所述的混合溶液的pH值为1.8~2.2，陈化2小时，制得聚硅酸氯化铁溶液。

所述的絮凝剂适用于废水处理，水净化。