聚铁硅复合混凝剂制备方法的比较研究

第29卷第1期北京交通大学学报V01．29No．1至QQ主篁至旦』垡堡坐坠Q坚墼墼』垒竖』坠塑旦坠竖呈丛!翼!』兰星鱼；2Q堕文章编号：1673—0291(2005)01一0060—04聚铁硅复合混凝剂制备方法的比较研究张琼，许兆义，李进(北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)摘要：针对铁硅混凝剂的复合制备途径，设计了一种新的合成途径，并将乙酸作为硅酸的阻凝剂引入到聚铁硅复合混凝剂中，从铁硅水溶液化学的角度上，研究了合成途径及乙酸根的引入对产品性能的影响．研究表明，实验中所设计的铁硅共聚的合成途径，不仅比目前研究中普遍采用的铁硅分别聚合后再混合在一起的合成途径好，而且在聚铁硅中引入乙酸，有利于改善混凝剂的存放稳定性和混凝剂的混凝性能．关键词：聚铁硅复合混凝剂；制备；阻凝剂；乙酸中图分类号：x703．1文献标识码：AStudyonPreparationMethodsofCompositePFSiF10cculants勰NGQ幻增，XUZ聂舡伊∥，Lf^n(Sch00lofCivilEn西ne甜ngandArcKtecture，BeDingJiaotongUmversity，B删i119100044，C}lina)Abstmct：ThepaperdesignedanewmethOdforpreparingcOmpositePF&fk)cculallts，andaceticacidwasaddedasanagentofretardingp01)mlerization．Theeffectofprep撕ngⅡ1ethodarldtheadditionofacetateontheprC)pertyofflocculantShasbeeninvestigatedfromtheaspectof9h鲥stry．Expedmentsshowedthatthenewmethodwasnotonlybetterthantheusualadoptedmethods，butirnprovedthestabilityandfk脱ulationpropertyof咖positePF&f1I娥ulants．Keyw删s：∞mp0SitePFsifk：culants；pr印aration；retardingpolymerizationagent；aceticacid聚铁硅混凝剂由于具有良好的絮凝效果成为水处理技术研制开发的热点．对于铁硅混凝剂的复配，人们正在进一步深化研究，试图弄清聚硅酸与铁盐复合共聚的机理和动力学因素，从而找到合适的工艺，制备出高效并能长期稳定存放的混凝剂．目前采用的复合途径有两种：其一是将铁盐直接引入到已活化的聚硅酸溶液中n-3J，Fe(Ⅲ)的存在将使聚硅酸的存放稳定性得到较大的改善．但铁的存在形态主要是F、e3+，其他混凝优势形态难以存在，无法达到最优性能．其二是先将铁盐处理得到聚合铁溶液，同时，对硅酸钠(或水玻璃)溶液进行酸化从而得到聚硅酸(活性硅酸)溶液，然后再将两聚合液混合在一起，最终得到硅铁混凝剂H，5|．此时聚硅酸的加入必然对聚铁的存在形态等水化学特性产生较大的冲击．由于铁离子的热力学性能极不稳定，在水溶液中溶解度非常小，最终将失稳或转化为晶体沉淀析出，因此控制其水解进程，并制备出具有较强稳定性、以高分子形态为主的水解产物，是铁系无机高分子混凝剂成功制备的关键与目标所在．本文作者在对聚铁、聚硅酸的研究工作基础上，对聚铁硅混凝剂的合成方法进行了研究．设计了一种新的合成途径，并首次将乙酸根作为硅酸的阻凝剂引人到聚铁硅复合混凝剂中，从铁硅水溶液化学研究的角度上，研究了不同羟铁比值(0H肌)下的合成途径及乙酸的引入对产品性能的影响．收稿日期：2004—03—12基金项目：北京市自然科学基金资助项目(2042018)作者简介：张琼(1971一)，女，湖北公安人，讲师，博士生．哪鼬il：zhan鹊ionghb@163．00nl许兆义(1950一)，男，吉林梨树人，教授，博士，博士生导师．竺!塑堡堡竺!茎竺堡墨全翌堡圭型竺鱼查望竺些竺竺塑鱼11实验材料与方法1．1试剂单硅酸钠(Na2Si03·9H20)，分析纯，配成溶液后，静置数日，吸取上层清液使用．盐酸、乙酸和氯化铁等，均为分析纯试剂．实验中配制溶液的水均为蒸馏水．1．2仪器722型光栅分光光度计；微电泳测定仪；磁力搅拌器；pHS2C数字式酸度计，每次测定pH前，酸度计均经标准缓冲溶液校正．1．3实验方法(1)聚铁硅混凝剂的合成方法①将一定量已知浓度的FeCl3溶液置于一烧杯中，接着边快速搅拌，边用已知浓度的氢氧化钠溶液慢速滴定到设定的OH／Fe比值，并用蒸馏水稀释至预定体积．同时将一定量硅酸钠溶液转至另一烧杯中，并在快速搅拌下用一定量的酸将其酸化后，用蒸馏水稀释至预定体积得到聚硅