[发明专利]一种凹凸棒石-聚硅铁混凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机高分子混凝剂及其制备方法。

背景技术

聚合硅酸金属盐是新开发的一种无机高分子混凝剂，是在聚硅酸和金属盐混凝剂的基础上发展起来的复合产物。聚硅酸金属盐混凝剂的制备原理是在聚硅酸中引入金属离子(Al或Fe)或在金属盐中引入低聚合度的聚硅酸。前者是把硅酸作为主要组分而把金属盐作为稳定剂用以改善聚硅酸的保存时间；后者是把金属盐作为主要组分而把硅酸作为促聚剂制得成品。由于铝盐存在潜在的生物毒性，使得铁盐的研究得到快速的发展。聚硅酸铁盐虽然具有凝聚沉淀速度快、沉渣量少、pH值适用范围广、安全无毒等优点，但是在去除有机物、磷等方面还略显不足，为提高混凝剂在水处理中的综合除污功能，促使无机混凝剂的研究和开发向各种复合型无机高分子混凝剂发展。

凹凸棒石简称坡缕石，在矿物学上隶属海泡石族，是一种具有独特层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，理论化学式为：[(Mg，Al，Fe)₅(OH)₂Si₈O₂₀]·4H₂O，具有较大比表面积和较强的吸附性能，已逐渐被探索并应用于水处理领域。

虽然现有技术中无机高分子絮凝剂对废水浊度去除性能较好，但是对于氨氮处理能力较差。

发明内容

本发明克服现有技术中无机高分子絮凝剂对氨氮处理能力差的不足，提供一种凹凸棒石-聚硅铁混凝剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种凹凸棒石-聚硅铁混凝剂，其中所述凹凸棒石与聚硅铁呈团簇状，所述凹凸棒石与聚硅铁质量比为1:15～20。

作为优选，为便于储存和使用，所述的混凝剂为悬浊液混凝剂。

上述的凹凸棒石-聚硅铁混凝剂的制备方法，步骤如下：

(1)在搅拌条件下将硅酸钠溶液加入到稀盐酸溶液中，使混合溶液的pH值控制在2.0～5.0，然后停止搅拌反应制得聚硅酸溶液；

(2)将硫酸亚铁和氯酸钠加入到稀酸溶液中溶解反应，然后后加入步骤(1)中制得的聚硅酸溶液，然后搅拌，再静置熟化，得到聚硅铁溶液；

(3)将酸化改性的凹凸棒石与步骤(2)制备得到的聚硅铁溶液混合，并进行超声振荡，即制得凹凸棒石-聚硅铁悬浊液混凝剂。

作为优选，步骤(1)所述的硅酸钠中SiO₂浓度为3％～7％。

进一步地，步骤(1)所述的反应条件为控制温度为20-40℃，反应30～60min。

作为优选，步骤(2)在20～60℃、搅拌速度为300～500r/min的条件下将硫酸亚铁和氯化钠加入到稀硫酸溶液中。

进一步地，步骤(2)所述溶解反应时间为10～30min；所述搅拌的搅拌速度为100～200r/min，搅拌速度为10～60min。

具体地，所述的酸化改性的凹凸棒石的改性方法为：将凹凸棒石加入3～5mol/L的盐酸中进行酸化，对其进行20min～2h的酸化过后进行水洗，水洗至中性后放入烘箱烘干，研磨成粉备用。

作为优选，步骤(3)所述的超声振荡时间为10～30min。

本发明的凹凸棒石-聚硅铁锌混凝剂具有以下优点：1、产品安全无毒；2、对湖泊性水源水适应性明显增强，能够有效降低浊度、有机物、总磷、氨氮和藻类等，尤其是对氨氮的处理效果较现有技术中混凝剂好；3、混凝效果好，矾花形成时间短，结实，絮体大，沉淀速度快。

本发明的凹凸棒石-聚硅铁锌混凝剂的制备方法具有以下优点：1、原料易得，制备成本低；2、制备过程中不产生二次污染，产品对环境友好3、该方法相对简单，制备时间短。

具体实施方式

实施例1

各组分的质量比：