[发明专利]聚磷氯化铝铁混凝剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理用新型聚磷氯化铝铁混凝剂及其制备方法，该混凝剂特别适用于含有乳化液、悬浮固体和胶体物质的污水。

背景技术

混凝沉降法是一种普遍采用的既经济又简便的水处理技术，该技术的关键问题之一是混凝剂的选择。因此，研制和开发新型高效、无毒、价廉的无机高分子混凝剂成为水处理领域中一项新任务，具有一定的现实意义。

混凝剂按化学成分可分为无机和有机两大类。无机絮凝剂是在传统的铝盐、铁盐絮凝剂基础上发展起来的一类新型水处理药剂，无机高分子混凝剂以其投药量少、无毒或低毒、价廉和处理效果好等优点，越来越受到人们的重视，逐渐成为给水、工业废水和城市污水处理的主流混凝剂，被称为第二代混凝剂。目前应用比较多的还是聚铝、聚铁两大系列，但是新型的聚硅、聚磷和聚硫也不断面世，并显现出不凡的混凝效果。

目前，生产混凝剂的方法很多，中国专利02138239.5(公开号CN1401588A)公开了一种聚合磷酸氯化铁混凝剂及其制备方法；中国专利92101966.1(公开号CN1088892A)公开了一种聚磷氯化铝混凝剂的制备方法；在郑怀礼，舒型武，刘名崇，袁宗宣.含磷复合絮凝剂的应用研究[J].水处理技术，2001，27(5)：274-276.报道了聚磷氯化铝(PPAC)和聚磷硫酸铁(PFPS)两种新型的无机高分子絮凝剂，分别是在聚合铝(PAC)和聚合铁(PFS)中引入适量的磷酸，形成含磷酸根的多核中间络合物。申请号为200710042744.x名称为一种聚合氯化铁铝复合混凝剂的制备方法中公开了一种聚合氯化铁铝(PFAC)混凝剂，利用盐酸酸洗废液和铝酸钙粉为原料制备聚合氯化铁铝混凝剂的方法，虽然也加入了磷酸盐，但是是在铁铝反应完后加入，即聚合氯化铁铝产生后磷酸盐作为稳定剂加入。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种聚磷氯化铝铁混凝剂及其制备方法，该混凝剂具有原料来源广泛、价格低，工艺简单，产品稳定，同时聚磷氯化铝铁混凝剂还具有用量省、除浊率高、除油率高、脱色效果好、对水体pH值影响小、处理费用适中等优点。

本发明的技术方案为：一种聚磷氯化铝铁混凝剂的制备方法，以Na₂HPO₄·2H₂O、AlCl₃·6H₂O、FeCl₃·6H₂O为原料，采用直接共聚法获得了聚磷氯化铝铁混凝剂，将磷酸根与铝铁共聚可以有效利用其增聚作用，形成含磷、铝和铁的多核共聚产物，具体方法如下：

第一步，按Al/Fe摩尔比0.1～9.0∶1的比例取AlCl₃·6H₂O、FeCl₃·6H₂O水溶液，先加入Na₂HPO₄·2H₂O，控制(Al+Fe)/P摩尔比5.0～10.0∶1，然后再调整碱化度至40～70％；或者先调整碱化度至40～70％，然后再加入Na₂HPO₄·2H₂O，控制(Al+Fe)/P摩尔比5.0～10.0∶1；采用NaOH或Na₂CO₃调整碱化度；

第二步，控制反应温度50～120℃，反应时间2～8小时，熟化温度为30～110℃，保温时间为6～24小时，反应中采用冷却回流装置，可以保持反应物浓度不变。

制备的聚磷氯化铝铁混凝剂，外观为棕红色液体，含Al₂O₃、Fe₂O₃和P₂O₅总的重量百分比7.4％～14.6％，其中，P₂O₅的重量百分比在0.9％～2.4％范围内，Al₂O₃的重量百分比在0.6％～8.0％范围内，Fe₂O₃的重量百分比在1.0％～12.5％范围内，密度(20℃)1.05～1.21，碱化度40～70％。

本发明制备得到的聚磷氯化铝铁混凝剂作为一种新型的高效水处理混凝剂，可广泛用于含有乳化液、悬浮固体和胶体物质的污水作混凝剂，特别是给水、废水处理，石油、造纸、纺织印染、日用化工的等领域。

有益效果：