[发明专利]一种无机高分子除磷剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及环境污染治理材料，具体公开了一种无机高分子除磷剂及其制备方法与应用。本发明通过对原料的选择及制备工艺的优化，开发得到一种Ala含量大于70％、同时Alc含量小于15％的无机高分子除磷剂，可应用于水体除磷领域。本发明所述的无机高分子除磷剂由于具备预制聚合形态，投加入水体后不会快速水解，减小了对水体pH的影响，克服了现有除磷剂对设备腐蚀严重等问题。同时，本发明提供的无机高分子除磷剂还具有除磷效率高、出水浊度稳定、对水体色度影响小等优势，具有良好的推广应用前景。

技术领域

本发明涉及环境污染治理材料，具体地说，涉及一种无机高分子除磷剂及其制备方法与应用。

背景技术

无机高分子水处理功能材料是近年快速发展的一类新型无机高分子材料，其具有用途广泛、毒性低、腐蚀性小等优点，目前被广泛应用到水处理、污泥处理处置的各个环节。

根据研究表明，铝具有不同水解聚合的赋存形态，其中Al₂-Al₈等低水解聚合形态被称为Ala、Al₉-Al₃₀等中等水解聚合形态被称为Alb，更高的水解聚合形态被称为Alc。

研究发现，不同赋存形态的铝系高分子材料可对应于不同的水处理功能，故可针对不同的水处理目的，开发具有不同赋存形态的铝系高分子材料。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种无机高分子除磷剂及其制备方法与应用。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种无机高分子除磷剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将含铝固体原料粉碎至100-200目，加入第一反应器(反应器1)；

向反应器1中加入工业盐酸或工业盐酸与硫酸的混合酸，加入量为含铝固体原料中铝元素质量的15-20倍，优选16-18倍；

将反应器1密闭，升温至110℃-130℃，反应2-3个小时；

将反应产物加入第二反应器(反应器2)中；

(2)将反应器2升温至80℃，在持续保温的条件下，分批次投加苛性碱或碳酸钠，总投加的钠元素的质量为含铝固体原料中铝元素质量的40％-75％(m/m)，优选60％-65％，投加过程需持续1.5-2小时，投加完成后持续搅拌反应1小时以上；

(3)待步骤(2)获得的反应液降温至40℃以下，通过泥浆泵将反应液注入净化装置，进行隔膜压滤，得到液体产品，即为无机高分子除磷剂。

进一步地，在步骤(1)中，所述含铝固体原料若为水合状态时，先进行烘干处理，将含铝固体原料的含水量控制在10％以下。作为一种示例性说明，所述烘干处理具体可以为：在120℃下烘干30分钟以上。

进一步地，在步骤(1)中，所述含铝固体原料选自氢氧化铝、铝矾土、高铝粉煤灰中的一种或多种。

进一步地，在步骤(1)中，所述工业盐酸的浓度为25％，所述工业盐酸与硫酸的混合酸中硫酸比例小于10％。

进一步地，根据具体需求，在步骤(1)中，还可向反应器1中加入FeCl₃、硫酸铁或含铁酸作为反应添加剂，控制铁元素的质量不超过所述含铝固体原料中铝元素总质量的20％(m/m)，可在一定程度下提高本发明所述无机高分子除磷剂与水体中磷的结合能力。同时需要说明的是，对于未在制备方法中引入上述反应添加剂而制备得到的无机高分子除磷剂，可适用于具有特殊要求或条件(如不可引入Fe)的工况环境中。

进一步地，在步骤(3)中，通过隔膜压滤的方式，压榨60分钟以上，得到液体产品，液体产品常温熟化2小时以上，如有沉淀产生可进行二次压滤，压滤后的液体产品即为无机高分子除磷剂。