[发明专利]一种磁性聚硅酸铝铁絮凝剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种磁性聚硅酸铝铁絮凝剂的制备方法，应用于水处理领域，对多种都有不错的效果。所述磁性聚硅酸铝铁絮凝剂由自合成的四氧化三铁中加入氯化铝和聚硅酸溶液，经简单的一部法共聚合制备。所述絮凝剂絮凝后的沉淀物经剪切机打散，磁性物质通过磁鼓可轻易回收，经过NaOH+NaCl溶液进行脱附再生，能够达到循环利用、降低成本和二次污染的目的。处理后的磁性物质可通过再聚合，合成新的磁性絮凝剂加入废水中循环使用，依然有不错的去除效果，提升了材料的实际应用性能。

技术领域

本发明属于环境功能絮凝剂领域，更具体地说，一种磁性聚硅酸铝铁絮凝剂 的制备及水处理中的应用。

背景技术

目前常用的水处理技术，包括化学絮凝法^[2,3]，结晶法^[4,5]，膜分离法^[6,7]和吸 附法^[8,9]等。其中，化学絮凝法是污水处理过程及深度净水过程常用的一项技术， 该方法由于操作简单，反应迅速，处理效果好而被广泛应用。

但化学絮凝法投加量多，无法回收再生，使得实际应用中的成本往往会很高， 以至于无法承受而限制了化学絮凝法的应用，而且处理后会产生大量固体废弃 物，会对环境造成二次污染。所以开发对环境友好的可再生产品，已成为国内外 专家、学者的共同关注。

目前，磁性材料的研究已慢慢走向实际应用中。磁性材料不仅容易通过外界 磁场回收材料，降低成本，而且可以减少二次污染的产生。

相比于传统的单体聚合氯化铝和铁絮凝剂，聚硅酸铝铁是一种新型的水溶性 高分子材料，主要用于净化饮用水，还可用于工业废水和特殊水质处理等，如印 染废水，造纸、医药等方面也有着广泛应用。聚硅酸铝铁在污水处理中效果明显， 应用领域广泛，也使之成为当下非常畅销的产品，还有很大的研究和应用空间。

综上所述，本发明通过在合成的四氧化三铁中加入氯化铝和聚硅酸溶液，经 简单的一部法共聚合制备磁性聚硅酸铝铁絮凝剂。

发明内容

针对现有絮凝剂反应沉淀不易分离回收和循环利用的问题，本发明提供了一 种优良的磁性聚硅酸铝铁絮凝剂，通过增加絮凝剂磁性，在外加磁场的条件下， 使絮凝沉淀中的絮凝剂易于分离，并将其倒入脱附液中进行再生，达到循环利用、 降低成本和二次污染的目的。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种磁性聚硅酸铝铁絮凝剂 的制备方法，通过氯化铁在碱性条件下，加入氧化剂合成的四氧化三铁。

更进一步的，所述材料通过在合成的四氧化三铁中加入氯化铝和聚硅酸溶液 一步共聚合法制备完成，无需将铁盐和铝盐复合后再聚合，操作简单方便，安全 可靠。

更进一步的，磁性聚硅酸铝铁絮凝剂制备包括以下步骤：

(1)制备一定浓度的Na₂SiO₃溶液，然后加入1mol/L稀盐酸，使之酸化至 pH为2.0左右，从而制得一定浓度的聚硅酸溶液；

(2)配置FeCl₂·4H₂O溶液，在溶液中加入过量的5％NaOH溶液，在180 rad/min常温条件下搅拌6h。反应结束后，将溶液过滤，得到反应沉淀物；

(3)配置Fe²⁺与Al³⁺摩尔比为9:1、8:2和7:3的AlCl₃·6H₂O溶液，加入到步 骤(2)反应产物中，加入步骤1配置的聚硅酸溶液，通入氧气，将温度控制在343K， 在120rad/min条件下搅拌，使之反应完全，熟化12h后，分别得到磁性聚硅酸 铝铁絮凝剂PAMSC1、PAMSC2和PAMSC3。

(1)将絮凝后的沉淀物经剪切机打散，磁性絮凝剂通过磁鼓回收；