[发明专利]一种利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法

说明书

本发明公开了一种利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法，按照以下重量比计，将三水铝矿1.0‑1.5吨、浓硫酸0.8‑1.2吨和水1.5‑2.0吨加入反应釜，在高温高压下反应2‑4h，制得硫酸铝铁液体；趁热在硫酸铝铁液体加入稳定剂10‑20kg、聚乙二醇10‑20kg和十六烷基三甲基溴化铵5‑10kg后，搅拌1‑2h后，降温，等待结晶析出，破碎，得硫酸铝铁晶体；将壳聚糖10‑20kg溶于稀盐酸40‑80kg后，并与硫酸铝铁晶体搅拌均匀，干燥，研磨成粉末，制得聚合硫酸铝铁絮凝剂。本发明制备的聚合硫酸铝铁絮凝剂具有大比表面积，良好的吸附性能，稳定性良好，形成的矾花大，提高了絮凝性能和絮凝效果，能够快速去除浊度、色度、重金属离子、COD等污染物，且成本较低，制备工艺简单。

技术领域

本发明涉及絮凝剂技术领域，具体是一种利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法。

背景技术

絮凝过程是现代城市给水和工业废水处理工艺中的关键环节之一，它既可以除去原水的浊度和色度等感官指标，又可以去除各种有毒有害污染物。聚铝作为水处理方面应用最为广泛的絮凝剂，被广泛应用于饮用水、工业废水和生活污水处理领域。聚铝絮凝剂目前的产品主要有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸氯化铝(PACS)、聚磷酸氯化铝(PPAC)、聚合硫酸铝铁(PAFS)、聚合硫酸氯化铝铁(PAFCS)、聚合硅酸铝(PASI)。目前最为广泛应用及研究最多的是聚合氯化铝(PAC)，然而对聚合硫酸铝铁(PAFS)有较少的研究。

聚合硫酸铝铁(简称PAFS)，综合了铁系和铝系无机高分子混凝剂的优点，与传统混凝剂相比，它具有絮体形成和沉降速度快、对水温和pH值适应范围广，出水色度低，无毒无害等优点。但目前提供的聚合硫酸铝铁(PAFS)还存在絮凝效果还不够理想、产品稳定性较差、吸附性能较弱、制备工艺复杂等不足。因此，研究高性能的聚合硫酸铝铁(PAFS)在水处理中具有重要的意义。

发明内容

本发明针对当前絮凝剂存在的问题，提供一种利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法。本发明制备的聚合硫酸铝铁絮凝剂具有大比表面积，良好的吸附性能，稳定性良好，形成的矾花大，提高了絮凝性能和絮凝效果，能够快速去除浊度、色度、重金属离子、COD等污染物，制备成本较低，在污水或饮用水处理中具有广泛的应用前景。

为了实现以上目的，本发明是通过如下技术方案实现：

一种利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法，包括如下步骤：

(1)按照以下重量比计，将三水铝矿1.0-1.5吨、浓硫酸0.8-1.2吨和水1.5-2.0吨加入反应釜，在高温高压下反应2-4h，制得硫酸铝铁液体；

(2)趁热在硫酸铝铁液体加入稳定剂10-20kg、聚乙二醇10-20kg和十六烷基三甲基溴化铵5-10kg后，搅拌1-2h后，降温，等待结晶析出，破碎，得硫酸铝铁晶体；

(3)将壳聚糖10-20kg溶于稀盐酸40-80kg后，并与硫酸铝铁晶体搅拌均匀，干燥，研磨成粉末，制得聚合硫酸铝铁絮凝剂。

进一步地，所述稳定剂由偏铝酸钠、植酸和磷酸二氢铵组成。

进一步地，所述稳定剂中偏铝酸钠、植酸和磷酸二氢铵的质量比为4-7:1-3:3-5。

进一步地，所述高温高压是在温度为100-120℃、压力为0.4-0.6Mpa下反应。

进一步地，所述降温是冷却至10-20℃。

进一步地，所述干燥为采用超临界流体干燥。

进一步地，所述超临界流体干燥是以二氧化碳为干燥介质，在温度为40-60℃、压力为5-10MPa下干燥。

进一步地，所述浓硫酸为质量浓度为98％的硫酸。