[发明专利]一种聚硅硫酸铁铝净水剂生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够广泛应用于钢铁、焦化、造纸、印染等行业重污染的生产废水以及生活污水处理的聚硅硫酸铁铝净水剂的生产方法。

背景技术

聚硅硫酸铁铝（Polymeric Ferric Silicate Sulfate，PFSS）是一种性能优良的无机高分子絮凝剂，具有净水效果好、净水用量少、无毒副作用的特点。现有制备聚硅硫酸铁铝的方法需要以硅酸钠和硫酸铁铝为主要原料，采用活化硅酸作为硫酸铁铝的助凝剂，原料成本高导致聚硅硫酸铁铝的生产成本高。

发明内容

为解决聚硅硫酸铁铝的生产成本高的问题，本发明提出了一种成本低廉、工艺简单的制备聚硅硫酸铁铝净水剂的方法。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：用钢铁企业的钢渣和电厂粉煤灰为主要原料，添加占钢渣和粉煤灰总质量0～10％的天然石英以增加硅的含量，通过聚合反应制备聚硅硫酸铁铝净水剂。

本发明一种聚硅硫酸铁铝净水剂生产方法包括以下步骤。

(1) 在设有搅拌器和回流冷凝装置的反应器中加入钢渣、粉煤灰和天然石英，其中钢渣和粉煤灰质量比为1～1.5：1，天然石英质量为钢渣和粉煤灰总质量的0～10％，将它们混匀。

(2) 将浓度为12％的硫酸溶液按液固质量比2.5～3.5：1加入上述反应器中充分搅拌，温度控制在100～135℃，回流反应2～3.5h后过滤，得到滤液和滤渣。

(3) 将滤液降温至45℃，加入35％的NaOH溶液调节pH值，直至生成白色絮状沉淀，以去除Al³⁺。

(4) 加入30%～35％的H₂O₂溶液，使体系中Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，得到Fe³⁺的前驱液。

(5) 将步骤(2)所得滤渣去除MgSO₄和CaSO₄后，用35％的NaOH溶液碱溶，过滤分离后得到Na₂SiO₃前驱液。

(6) 将上述Fe³⁺的前驱液和Na₂SiO₃前驱液分别用水稀释后，在强烈机械搅拌下，加入H₃PO₄作为稳定剂，再加到聚合反应器中进行聚合反应，用10％的NaOH调节溶液的pH值至溶液由黄色变为橙红色为止，得到液态的聚硅硫酸铁铝。

(7) 将所得液态聚硅硫酸铁铝放入烘箱中，在100～120℃干燥后即得固体聚硅硫酸铁铝净水剂。

本发明的有益效果在于：以钢铁企业的工业废渣为主要原料，使冶金渣实现了资源化利用；生产的聚硅硫酸铁铝附加值高，生产成本低廉、产品净水效果好，能够广泛应用于钢铁、焦化、造纸、印染等行业重污染的生产废水以及生活污水处理。

附图说明

图1为本发明一种聚硅硫酸铁铝净水剂生产方法流程示意图。

具体实施方式

本发明一种聚硅硫酸铁铝净水剂生产方法实施例。主要原料为唐钢的钢渣和唐山电厂的粉煤灰，其主要化学成分分别示于表1和表2。

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(1) 分别称取钢渣700g、粉煤灰300g和天然石英（其中SiO₂含量为96.52％）25g，混匀后加入到设有搅拌器和回流冷凝装置的反应器中。

(2) 将浓度为12％的硫酸溶液3500g加入上述反应器中，充分搅拌，温度控制在115℃，回流反应3.0h后过滤，得到滤液和滤渣。

(3) 将滤液降温至45℃，加入45％的NaOH溶液调节pH值，直至生成白色絮状沉淀。

(4) 加入35ml的H₂O₂溶液，使体系中的Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，得到Fe³⁺的前驱液。

(5) 将步骤(2)所得滤渣去除MgSO₄和CaSO₄后，用35％的NaOH溶液碱溶，过滤分离后得到Na₂SiO₃前驱液。