[发明专利]一种能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶絮凝剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶絮凝剂及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：1)在室温下配制含有硫酸铝和氯化铝的水溶液，其中硫酸铝:三氯化铝＝1:3‑1:6，摩尔比；2)在室温下，在搅拌下向上述水溶液中滴加碳酸钠水溶液，控制盐基度为1.3‑1.5，滴加完毕后继续搅拌20‑40min；然后3)将整个反应体系升温至40‑80℃，继续反应1‑4小时；然后降至室温，进行离心分离，分别获得所述能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶絮凝剂和聚合硫酸氯化铝絮凝剂水溶液；其中所述室温为15‑35℃。本发明的所述能自动液化的凝胶絮凝剂初始为凝胶态、数天后可以自动液化为液态，便于运输，使用方便。

技术领域

本发明涉及无机絮凝剂领域。

背景技术

1884年,美国人海亚特取得了用硫酸铝净水的专利权，这可能是最早的以无机物为絮凝剂来处理水的技术。上世纪60年代，研究人员开发出了无机高分子絮凝剂，无机高分子絮凝剂比无机小分子絮凝剂具有更好的絮凝效果，从此净水技术取得了大步的进展。然而，无机高分子絮凝剂的剂型几乎都是水溶液，这就提高了其长途运输的成本。如果将无机高分子絮凝剂制成固相的剂型，需要消耗大量的能源；同时，长时间的加热也能导致无机高分子絮凝剂中的分子进一步水解，因而改变了絮凝剂的性能。所以通过蒸发浓缩的技术制造固相无机高分子絮凝剂并不是一个很好的方法，能否不通过蒸发过程直接制得固相的絮凝剂，是一个值得开发的技术。

发明内容

本发明第一方面提供了一种能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶絮凝剂，其为冻状物，呈乳白色，在室温下放置2-30天后能够自动液化为无色透明液体。

在本发明优选的实施方案中，所述能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶絮凝剂在室温下放置2-5天后能够自动液化为无色透明液体。

本发明第二方面提供了一种本发明第一方面所述的能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶絮凝剂的制备方法，其包括以下步骤：

1)在室温下配制含有硫酸铝和氯化铝的水溶液，其中硫酸铝:三氯化铝＝1:3-1:6，摩尔比；

2)在室温下，在搅拌下向上述水溶液中滴加碳酸钠水溶液，控制盐基度为1.3-1.5，滴加完毕后继续搅拌20-40min；然后

3)将整个反应体系升温至40-80℃，继续反应1-4小时；然后降至室温，进行离心分离，分别获得所述能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶絮凝剂和聚合硫酸氯化铝絮凝剂水溶液；

其中所述室温为15-35℃。

在该制备方法中，能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶絮凝剂和聚合硫酸氯化铝絮凝剂水溶液在同一反应体系中获得。将所述能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶絮凝剂在室温下存放2-5天后，可以得到液态聚合硫酸氯化铝絮凝剂；其中所述室温为15-35℃。其中所述能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶也可以称为聚铝自液化无机凝胶。

其中“盐基度”(Basicity，或称“碱基度”，缩写为B)是用来衡量金属离子水解程度的一种指标，是指该金属离子当前已经结合的氢氧根摩尔数与该金属离子的摩尔数之比。例如，Al³⁺完全水解成为Al(OH)₃时，其盐基度B的值为3；而当Al³⁺部分水解成为Al(OH)₂⁺时，其盐基度B的值为2，以此类推。本发明中，可通过1摩尔碳酸钠产生2mol摩尔氢氧根的化学计量关系式来计算达到特定的盐基度需要的碳酸钠的数量，作为碳酸钠的加入量的判断依据。

发明详述

以下详细说明本发明的能自动液化的聚合硫酸氯化铝凝胶絮凝剂的制备方法中的各个步骤：

1)在室温下配制含有硫酸铝和氯化铝的水溶液：