一种利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法
本专利技术涉及絮凝剂
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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，本专利技术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。与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果为：1、本专利技术方法以三水铝矿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。2、本专利技术在反应中加入聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵，能够增大絮凝剂的比表面积，发挥吸附架桥的优势，利于胶体的吸附，且利于分子之间的分散，吸附性能显著提高，实现了快速、高效的絮凝效果。3、本专利技术方法还加入的壳聚糖与聚合硫酸铝铁具有很好的粘结架桥作用，能够促进胶体絮凝，通过壳聚糖还与Cu2+、Pb2+、Hg2+、Ag+、Ca2+等重金属离子形成稳定的络合物而发生絮凝沉降。4、本方法采用超临界流体干燥，能够扩大絮凝剂的孔径和比表面积，吸附性能显著提高，提高了絮凝效果。5、本专利技术方法制得的聚合硫酸铝铁絮凝剂中三氧化二铝含量为12-15％，三氧化二铁含量为4-6％，盐基度为5-10％，比表面积为132-175m2.g-1，其制备工艺较简单、成本较低，容易实现工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。实施例1一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1.3吨、浓硫酸1吨和水1.7吨加入反应釜，在温度为110℃、压力为0.5Mpa高温高压下反应3h，制得硫酸铝铁液体；(2)趁热在硫酸铝铁液体加入稳定剂15kg(稳定剂由质量比为5:2:3的偏铝酸钠、植酸和磷酸二氢铵组成)、聚乙二醇12kg和十六烷基三甲基溴化铵9kg后，搅拌1.5h后，降温至20℃，等待结晶析出，破碎，得硫酸铝铁晶体；(3)将壳聚糖18kg溶于稀盐酸50kg后，并与硫酸铝铁晶体搅拌均匀，采用超临界流体干燥，干燥过程中是以二氧化碳为干燥介质，在温度为50℃、压力为10MPa下进行，研磨成粉末，制得聚合硫酸铝铁絮凝剂。本实施例制得的聚合硫酸铝铁絮凝剂经过检测，三氧化二铝含量为13.5％，三氧化二铁含量为4.8％，盐基度为8％，比表面积为164.23m2.g-1。实施例2一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1.15吨、浓硫酸0.95吨和水1.65吨加入反应釜，在温度为105℃、压力为0.4Mpa高温高压下反应2.5h，制得硫酸铝铁液体；(2)趁热在硫酸铝铁液体加入稳定剂12.5kg(稳定剂由质量比为5:1:4的偏铝酸钠、植酸和磷酸二氢铵组成)、聚乙二醇15kg和十六烷基三甲基溴化铵6kg后，搅拌2h后，降温至15℃，等待结晶析出，破碎，得硫酸铝铁晶体；(3)将壳聚糖15kg溶于稀盐酸60kg后，并与硫酸铝铁晶体搅拌均匀，采用超临界流体干燥，干燥过程中是以二氧化碳为干燥介质，在温度为40℃、压力为8MPa下进行，研磨成粉末，制得聚合硫酸铝铁絮凝剂。本实施例制得的聚合硫酸铝铁絮凝剂经过检测，三氧化二铝含量为12.3％，三氧化二铁含量为4.3％，盐基度为7％，比表面积为171.92m2.g-1。实施例3一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1.45吨、浓硫酸1.2吨和水1.9吨加入反应釜，在温度为120℃、压力为0.5Mpa高温高压下反应4h，制得硫酸铝铁液体；(2)趁热在硫酸铝铁液体加入稳定剂18kg(稳定剂由质量比为4:2:3的偏铝酸钠、植酸和磷酸二氢铵组成)、聚乙二醇12kg和十六烷基三甲基溴化铵8kg后，搅拌1h后，降温至18℃，等待结晶析出，破碎，得硫酸铝铁晶体；(3)将壳聚糖12kg溶于稀盐酸80kg后，并与硫酸铝铁晶体搅拌均匀，采用超临界流体干燥，干燥过程中是以二氧化碳为干燥介质，在温度为40℃、压力为8MPa下进行，研磨成粉末，制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(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；/n(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；/n(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。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法，其特征在于：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。


2.根据权利要求1所述利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法，其特征在于：所述稳定剂由偏铝酸钠、植酸和磷酸二氢铵组成。


3.根据权利要求2所述利用三水铝矿制备聚合硫酸铝铁絮凝剂的方法，其特征在于：所述稳定剂中偏铝酸钠、植...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海林，农成龙，陆锋，韦晨熙，
申请(专利权)人：广西平果锋华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45