CN117383574A - 一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺，包括以下步骤，S1：聚硅酸母液配置；S2：聚硅酸活化；S3：复合聚硅酸铝制备。本发明工艺整体操作简单容易，聚硅酸的活化过程完全标准流程化，减少了之前聚硅酸人为活化造成的相关产品差异；且生产过程仅使用到了硅酸钠、盐酸和聚合铝三种原料，可以使产品中不含砷等有毒物质，因此产品符合饮用水用混凝剂的标准，可以应用于饮用水处理领域；同时可以根据需要在一定范围内自由控制铝、硅的含量，使混凝剂的适用范围更加广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺，该生产工艺的主要产品为复合聚硅酸铝混凝剂，该净水剂可广泛应用于饮用水净化领域，特别是对低浊饮用水的处理具有明显的优势。
背景技术
复合聚硅酸铝混凝剂以聚硅酸和聚合氯化铝为原料，采用共混的方法将活化后的聚硅酸添加到制备好的聚合氯化铝中，通过正负电性的吸附作用将聚合氯化铝中具有混凝活性的阳离子负载到聚硅酸上。该混凝剂牺牲了部分聚合铝盐混凝剂的电中和能力，但在粘结、聚合及吸附架桥方面得到了有效的提高，是一种新型的无机高分子混凝剂。
复合聚硅酸铝混凝剂中的聚硅酸是一种带负电荷的无机高分子聚合物，由于其价格低廉且几乎没有毒性的特点，因而作为助凝剂在给水和污水处理方面有很广泛的应用。但是由于聚硅酸是热力学极不稳定的体系，在使用时必须现配现用，从而降低了其实用价值。同时硅酸聚合过程的复杂性及不确定性使得不同条件下制备出的性硅酸的混凝性能差异性很大，也造成了活化硅酸的质量难以控制。因此如何提高聚硅酸的稳定性和控制其质量成为了水处理剂领域内的热点问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺，包括以下步骤，
S1：聚硅酸母液配置：在耐压、抗腐蚀反应釜内投入一定量的盐酸、硅酸钠和水，并控制整个投料的时间在0.5h以内；
S2：聚硅酸活化：在25-30℃，搅拌速度在10-15rpm的条件下进行活化；
S3：复合聚硅酸铝制备：将聚合氯化铝加入到耐压、抗腐蚀反应釜内，开启热源使聚合氯化铝的温度升高到50～60℃，同时开启搅拌器进行搅拌。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S1中的硅酸钠是一次性加入反应釜中，并控制反应釜内pH值在1-2之间。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S1中加入的水，要使反应釜内SiO2的含量在3-10％/L。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S1中在进行搅拌时，打开搅拌器，以20-30rpm的搅拌速度搅拌1-2h。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S2中每4h采用Si-Mo逐时比色法进行Si聚合形态，当Sic形态含量超过90％时，认为活化完成。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述步骤S3中利用计量泵将活化后的聚硅酸铝逐步加入聚合氯化铝中，并控制产品的SiO2：Al2O3的质量比在0.05-0.25之间；且活化后的聚硅酸加入时间应控制在1h以内。
本发明具有如下有益效果：
与现有技术相比，本发明工艺整体操作简单容易，聚硅酸的活化过程完全标准流程化，减少了之前聚硅酸人为活化造成的相关产品差异；且生产过程仅使用到了硅酸钠、盐酸和聚合铝三种原料，可以使产品中不含砷等有毒物质，因此产品符合饮用水用混凝剂的标准，可以应用于饮用水处理领域；同时可以根据需要在一定范围内自由控制铝、硅的含量，使混凝剂的适用范围更加广泛。
附图说明
图1为本发明提出的一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺，包括如下步骤：
S1：聚硅酸母液配置：在耐压、抗腐蚀反应釜内投入一定量的盐酸。一次性将工业硅酸钠加入反应釜，控制反应釜内pH值达到1-2之间。向反应釜中加入一定量的水，使釜内SiO2的含量在3-10％/L。整个投料过程控制在0.5h以内。打开搅拌器，以20-30rpm的搅拌速度搅拌1-2h；
S2：聚硅酸活化：在25-30℃，搅拌速度在10-15rpm的条件下进行活化。每4h采用Si-Mo逐时比色法进行Si聚合形态，当Sic形态含量超过90％时，认为活化完成。将活化后的聚硅酸溶液打入成品池，并尽快使用。如活化后超过48h未使用或出现浑浊或沉淀，可视为失效；
S3：复合聚硅酸铝制备：将商品聚合氯化铝(不溶物含量≤0.1％)加入到耐压、抗腐蚀反应釜内，开启热源使聚合氯化铝的温度升高到50～60℃，同时开启搅拌器。利用计量泵将活化后的聚硅酸铝逐步加入聚合氯化铝中，控制产品的SiO2：Al2O3(质量比)在0.05-0.25之间。活化聚硅酸的加入应控制在1h以内。聚硅酸完全加入后，持续搅拌1h，停止加热，并持续搅拌至产品温度降至30℃以下。即完成复合过程。
实施例1
S1：取工业盐酸(HCl浓度约为20％)0.5吨，投入5000L的耐酸、耐压反应釜内。一次性加入工业硅酸钠0.8吨及水2.5吨。打开搅拌器，控制搅拌速度为20rpm，持续搅拌2h；
S2：将上一步得到的聚硅酸母升温至30℃，开启搅拌，控制转速为15rpm。每4h采用Si-Mo逐时比色法进行硅聚合形态检测，20h后Sic组分超过90％，认为完成熟化；
S3：在5000L的耐酸、耐压反应釜内，一次性投入4吨商品聚合铝(Al2O3含量10.9％)，将反应釜温度升高至50℃。打开计量泵，以2吨/小时的流速投入1吨熟化聚硅酸，投入后持续搅拌1h。停止加热，持续搅拌，直至产品降至室温。反应后将釜内液体打入产品槽，即为Al2O3含量为8.7％，SiO2：Al2O3(质量比)为0.097的聚硅酸铝净水剂。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤，S1：聚硅酸母液配置：在耐压、抗腐蚀反应釜内投入一定量的盐酸、硅酸钠和水，并控制整个投料的时间在0.5h以内；
S2：聚硅酸活化：在25-30℃，搅拌速度在10-15rpm的条件下进行活化；
S3：复合聚硅酸铝制备：将聚合氯化铝加入到耐压、抗腐蚀反应釜内，开启热源使聚合氯化铝的温度升高到50～60℃，同时开启搅拌器进行搅拌。
2.根据权利要求1所述的一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺，其特征在于：所述步骤S1中的硅酸钠是一次性加入反应釜中，并控制反应釜内pH值在1-2之间。
3.根据权利要求1所述的一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺，其特征在于：所述步骤S1中加入的水，要使反应釜内SiO2的含量在3-10％/L。
4.根据权利要求1所述的一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺，其特征在于：所述步骤S1中在进行搅拌时，打开搅拌器，以20-30rpm的搅拌速度搅拌1-2h。
5.根据权利要求1所述的一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺，其特征在于：所述步骤S2中每4h采用Si-Mo逐时比色法进行Si聚合形态，当Sic形态含量超过90％时，认为活化完成。
6.根据权利要求1所述的一种复合聚硅酸铝混凝剂的生产工艺，其特征在于：所述步骤S3中利用计量泵将活化后的聚硅酸铝逐步加入聚合氯化铝中，并控制产品的SiO2：Al2O3的质量比在0.05-0.25之间；且活化后的聚硅酸加入时间应控制在1h以内。
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