[发明专利]聚合氯化铝铁－二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合氯化铝铁－二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合絮凝剂（PAFC-PDMDAAC）的制备方法，属于化学技术领域。

背景技术

混凝沉淀法具有经济高效、工艺简单和操作方便的优点，被广泛应用于水和废水处理中。无论是城市与工业给水处理，还是城市与工业废水处理，都将混凝沉淀作为工艺流程中不可缺少的技术环节。而混凝处理效果的好坏在很大程度上取决于混凝剂的品质。混凝剂属于高附加值和高科技含量的水处理药剂，它在很大程度上决定着水处理技术的创新发展、工艺流程的简化、运行费用的高低以及水质净化质量的优劣。因此，研制和开发经济、安全和高效的混凝剂始终是水处理环保技术领域中重点发展的支柱产业。

目前，无机和有机高分子混凝剂被广泛应用于国内外的给水处理、废水处理和污泥脱水处理中。

聚合氯化铝铁（PAFC）是一种无机复合絮凝剂，兼有聚铝和聚铁的特点，既克服了铝盐生成的矾花轻、低温低浊净水效果差的缺点，又克服了铁盐色度高、设备管道腐蚀的缺点。具有无毒、反应速度快、形成絮体大而紧密、沉降速度快、适用pH范围宽、投药量少及混凝效果好等优点，成为近年来水处理剂研究的热点。但是与有机絮凝剂相比，分子量、粒度大小以及絮凝架桥能力都相差很多。二甲基二烯丙基氯化铵均聚物（PDMDAAC）是一种高效无毒、水溶性好、分子量较高的有机阳离子高分子絮凝剂，其具有较高的电荷密度，电中和能力强，可以使悬浮的胶体颗粒脱稳絮凝，其线性结构可很好地发挥吸附架桥作用，且其价格低廉，并具有杀菌性能，在国内外被广泛应用于工业废水（包括石油开采、造纸、采矿、纺织印染和日用化工等废水）以及生活污水和饮用水等数以处理领域，国外已实现了规模化的工业生产。

发明内容

为了克服现有絮凝剂技术存在的不足，本发明提供一种聚合氯化铝铁－二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合絮凝剂的制备方法，制备出一种絮凝效果好、性能稳定的复合型絮凝剂。

本发明的技术方案如下：

聚合氯化铝铁－二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合絮凝剂的制备方法，包括步骤如下：

（1）取一定量的AlCl₃·6H₂O和FeCl₃·6H₂O固体置于烧杯中，加蒸馏水，使溶解，混合均匀；加入Na₂CO₃溶液将碱化度调至50~65%，反应过程中加入蒸馏水并搅拌得红棕色液体，红棕色液体中AlCl₃浓度为10.2~10.6wt%，FeCl₃浓度为6.4~6.8wt%，并加入Na₂HPO₄·12H₂O粉末作为稳定剂，得聚合氯化铝铁溶液；

（2）取固含量为40.5~40.7%的二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，按1：10～20的质量比与步骤（1）的氯化铝铁溶液混合，在常温条件下搅拌反应4h~6h，得聚合氯化铝铁-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合絮凝剂（PAFC-PDMDAAC）。

根据本发明优选的，步骤（1）中稳定剂Na₂HPO₄·12H₂O粉末占AlCl₃·6H₂O和FeCl₃·6H₂O固体总量的质量百分比为10.5～11.2%。

该PAFC-PDMDAAC产品中含Fe₂O₃、Al₂O₃、PDMDAAC的质量百分比分别为5.0%~5.5%、8.0%~8.6%、0.9%~2.0%。

二甲基二烯丙基氯化铵均聚物可以市场购买，也可以按公知方法制备，例如可按以下方法制备：以二甲基二烯丙基氯化铵为原料，加蒸馏水稀释至重量百分浓度为55％～57％，通N₂20分钟～40分钟，加入二甲基二烯丙基氯化铵用量2～4wt％的引发剂过硫酸钾或过硫酸铵，40℃~50℃恒温聚合4～6小时得二甲基二烯丙基氯化铵聚合物。