聚合硅酸鋁鐵(PSAF)的制備方法

時(shí)間：2023-03-24 19:16:39來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

聚合硅酸鋁鐵(PSAF)的制備方法

[db:作者] / 2022-12-27 00:00

20世紀(jì)90年代初，國外首先發(fā)表了聚硅酸鋁絮凝劑(PSAA)研制成功的報(bào)道，國內(nèi)近年來也開展了對聚硅酸鹽的深入研究，并取得了很大的進(jìn)展。大量資料證實(shí)，聚硅酸鋁、鐵鹽絮凝劑比傳統(tǒng)的鋁、鐵鹽絮凝劑的絮凝效果要好。根據(jù)近年來人們對Al(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)的水解-聚合-沉淀的化學(xué)行為、Al(Ⅲ)和F(Ⅲ)各自聚合機(jī)理、聚合物形態(tài)分布特征及轉(zhuǎn)化規(guī)律的深入研究可知，鋁鹽和鐵鹽作為凈水劑有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。為了發(fā)揮鋁、鐵類凈水劑各自的優(yōu)點(diǎn)，克服其單獨(dú)使用時(shí)的缺點(diǎn)，在上述理論及應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)出了聚合硅酸鋁鐵絮凝劑。

[制備方法]

(1)中國專利200610010393.X中介紹了聚合硅酸鋁鐵的制備方法，工藝簡單、反應(yīng)條件要求低，而且制得的產(chǎn)品具有高效、穩(wěn)定且使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，適用于工業(yè)化生產(chǎn)，其產(chǎn)品兼容鋁系絮凝劑和鐵系絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，成為一種高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的廢水處理劑。制備方法中硫酸加入量的不同，不但影響聚合硅酸鈉的活化效果，而且對于絮凝劑的絮凝效果也將產(chǎn)生影響，此工藝基于被廣泛采用的理論：聚十三鋁[Al13]是聚合鋁中的最佳凝聚絮凝成分，其含量可以反映制品的有效性，且Al13的生成需要Al(OH)4-作為前驅(qū)物，作為前驅(qū)物的AI(OH)4-據(jù)認(rèn)為是在聚合鋁的制備過程中堿的加入點(diǎn)生成的。再加入的強(qiáng)堿與酸性鋁酸液的界面上將有局部較高pH值出現(xiàn)，有可能產(chǎn)生AI(OH)4-，并隨后生成聚十三鋁。因此，此工藝制備過程中對Fe、Al的加入順序進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，從而使得產(chǎn)品達(dá)到了更好的絮凝效果。

此外，制備過程中pH值的調(diào)節(jié)對于絮凝效果將產(chǎn)生顯著的影響。因?yàn)閜H值過低不利于Al13前驅(qū)物的生成，從而降低絮凝能力。而pH值過高則在制備過程中容易產(chǎn)生渾濁，出現(xiàn)自絮凝現(xiàn)象。因此，pH值的調(diào)節(jié)是制備硅酸鋁鐵溶液的關(guān)鍵之一。

具體的技術(shù)方案為：將硅酸鈉配制成聚硅酸鈉溶液后，加入硫酸使其pH值降至10～11，活化15～20min，在50℃左右的恒溫條件下，按Si、Fe、Al摩爾比為0.3：1：2或0.3：1：1.5投入鐵鹽、鋁鹽，充分?jǐn)嚢?.5～2.0h，發(fā)生縮聚反應(yīng)。對鋁鹽和鐵鹽的加入順序的要求是在鋁鹽完全加入后，再加入鐵鹽，制得聚合硅酸鋁鐵溶液靜置4h以上，進(jìn)行熟化。

(2)時(shí)文中等以硫酸鋁、硫酸鐵、水玻璃為主要原料，制備了聚合硅酸鋁鐵(PSAF)絮凝劑，并研究了不同Al/Fe/AI摩爾比、pH值、投加量等因素對絮凝效果的影響，考察了PSAF的絮凝性能，還以模擬廢水為對象，比較了PSAF與傳統(tǒng)絮凝劑的絮凝性能。

[應(yīng)用]聚合硅酸鋁鐵可用于生活給水及工業(yè)給水的凈化處理，使用時(shí)先將本品溶解后稀釋到5%～10%，計(jì)量投加，配好的藥液放置一般不超過24h。投藥量根據(jù)原水水質(zhì)而定，一般為10～20mg/L。適用pH值范圍廣，在4～10效果最佳，對高濁度水及低溫低濁度水均有良好效果。產(chǎn)品具腐蝕性，投加設(shè)備需進(jìn)行防腐處理，操作工人需配備勞動(dòng)保護(hù)措施。

還可以用于飲用水的處理。胡翔等將自制的聚硅酸鋁鐵用于飲用水的處理，結(jié)果表明：①PSFA的混凝效果，明顯優(yōu)于單獨(dú)投加Fe2(SO4)3與Fe2(SO4)3+助凝劑PS的效果；②在處理濁度相同的情況下，PSFA用量最少，故處理成本低；③原水處理后的剩余濁度降到3度以下時(shí)，PSFA的靜止沉降時(shí)間僅為投加Fe2(SO4)3+助凝劑PS時(shí)的1/2，為投加的Fe2(SO4)3的1/3，提高了處理能力。

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