聚硅硫酸铝铁的制备及其去浊性能研究

价值工程0引言聚硅硫酸铝铁（PSAF）絮凝剂是在聚硅酸和传统铝盐、铁盐絮凝剂的基础上发展起来的新型复合型无机高分子絮凝剂[1]。该絮凝剂综合了聚硅酸粘结聚集、吸附架桥效能强，铝铁盐电中和能力强，铝盐絮凝剂絮体大、脱色性能好和铁盐絮凝剂絮体密实、沉降速度快等优点[2]。由于现阶段PSAF的研究仍处于初级阶段，在制备工艺、铝、铁、硅间相互作用、形态特征、絮凝作用机理等许多方面国内外还缺乏系统而深入的研究，从而影响着这类新型无机高分子絮凝剂向更高阶段发展。文章以硅酸钠、硫酸铁、硫酸铝为原料，采用共聚法制备聚硅硫酸铝铁絮凝剂[3]。通过实验研究从中找出影响聚硅硫酸铝铁（PSAF）絮凝剂制备及去浊性能的因素，为工业生产及应用提供可行性报告。1实验部分1.1主要仪器和药品PHS-3B精密pH计、722型分光光度计、S312数显恒速搅拌器、THZ-82A水浴恒温振荡器、SGZ-1A数显浊度仪、LJBQ-3数显磁力搅拌器。九水硅酸钠（分析纯）、十八水硫酸铝（分析纯）、硫酸铁（分析纯）、浓硫酸（化学纯）、氢氧化钠（分析纯）。1.2聚硅硫酸铝铁的制备称取一定量的Na2SiO3·9H2O，根据计算配制出SiO2含量为2.5％的硅酸钠溶液。控制反应温度为25℃，一边搅拌一边用20％稀硫酸调节pH值，使pH值达到5.3－5.5，待溶液呈现淡蓝色，再继续用20％稀硫酸调至pH值为2.0，制得聚硅酸。按Al/Fe/Si一定的摩尔比称取好硫酸铝和硫酸铁，采用水浴加热的方法严格控制反应温度为70℃，在搅拌下缓慢滴加硫酸铝溶液，滴加完毕后测定记录PH值，再使反应物缓慢降温到50℃，再次测定PH值，PH值有所变化后再缓慢加入硫酸铁溶液。待溶液温度下降到室温再滴加碱化剂，调试碱化度，静止熟化2小时，得到聚硅硫酸铝铁产品。1.3去浊性能实验采用烧杯实验装置，在数显搅拌机上进行。取200ml餐饮废水，加入一定量的絮凝剂，先以200r/min的速度搅拌1min，再以60r/min的速度搅拌3min，静止沉降1-2h后，取液面2cm下的清液用浊度计测定浊度。2结果与讨论2.1聚硅酸的PH值对聚硅硫酸铝铁制备的影响选用SiO2=2.5%作为研究对象，取适量硅酸钠溶液置于小烧杯中，滴加20％硫酸分别调节硅酸所需要的PH值。在20℃下静置观察并记录硅酸溶液开始变蓝时间和凝胶时间，结果见图1。由图1可知，从制备聚硅硫酸铝铁的实际可操作性这一点看来，硅酸溶液开始变蓝和凝胶时间过长或过短都不利于制备聚硅硫酸铝铁。时间过长使制备时间拖长，时间过短，则没有足够的时间加入硫酸铝和硫酸铁，无法调控反应的进行。因此选定制备聚硅酸的合适PH范围为5.3－5.5。2.2聚硅酸SiO2浓度对聚硅硫酸铝铁制备的影响———————————————————————作者简介：钟小寅（1986-），男，广东揭阳人，揭阳职业技术学院，助理实验师，研究方向为化学工程与工艺。聚硅硫酸铝铁的制备及其去浊性能研究StudyontheSynthesisandPropertyofRemovalingTurbidityaboutthePolysilicateAluminumFerricSulfate钟小寅ZHONGXiao-yin（揭阳职业技术学院，揭阳522000）（JieyangVocationandTechnicalCollege，Jieyang522000，China）摘要：文章研究了无机高分子复合絮凝剂聚硅硫酸铝铁(PSAF)的制备及其去浊性能。以硫酸铝、硫酸铁、水玻璃为原料,以氢氧化钠为碱化剂,制备出一系列聚硅硫酸铝铁(PSAF)。通过考察不同Al/Fe/Si摩尔比、碱化度对去浊性能的影响，并与传统絮凝剂作比较。结果表明PSAF中Al/Fe/Si摩尔比为1/1/1,碱化度为0.8时去浊性能效果最佳，且具有沉降速度快、絮体大、密实的优点。Abstract:AnewkindofflocculantPSAFwasprepared，takingsodiumsilicate，theironsulfateandthealuminumsulfateasmaterial，alkalinizedbySodiumhydroxide.PreparationofaseriesofPSAF，throughtheanalysisfindsthattheoptimumconditionsofremovalingturbidityisAl：Fe：Si=1∶1∶1（molarratio）andalkalinityis0.8.Comparedwiththeotherflocculant，PSAFhasfastersedimentationvelocityandbetterflocculationeffect.关键词：聚硅硫酸铝铁；絮凝剂；去浊性能Ke