專利名稱:絮凝劑的制造方法
本發(fā)明是關(guān)于采用堿性氯化鋁(以下簡寫為pAC)有效地制造絮凝劑的方法。該絮凝劑可以對工礦業(yè)廢水、染色廢水、淀粉廢水、上下水等中含有微細固體粒子的水濁度進行絮凝處理。
過去，作絮凝劑用的pAC溶液，為了提高絮凝性能，在加水不分解的濃度范圍內(nèi)添加硫酸根離子(聚合促進劑)眾所周知(1)硫酸鈉、(2)硫酸、(3)硫酸鋁等可以產(chǎn)生硫酸根離子。但是，(1)的缺點是制造成本高，(2)的缺點是絮凝性能差，(3)的缺點是pAC的堿度低。然而，雖然有些缺點，還是首先采用了硫酸鋁的方法。
此外，雖然在已知的技術(shù)中，作為提高堿度的操作，往往有使用氫氧化鈣、氧化鈣、碳酸鈣等鈣的化合物，或者碳酸鈉、氫氧化鈉與含有硫酸根離子的pAC溶液混合以致變性的方法(以下，因需要簡稱為變性)。但是加入鈣的化合物，生成比較難分離去除的硫酸鈣，而加入氫氧化鈉的方法，因生成難溶的氫氧化鋁使之難于過濾，并且還有得不到大于50%堿度的pAC溶液的缺點。
由于這種原因，在上述羅列的各種化合物中，一般采取添加碳酸鈉的方法進行變性反應(yīng)，但是，與其他化合物相比，不可避免的具有制造成本比較高的缺點。
因此本發(fā)明的目的涉及改善或消除這些缺點而制造一種新型絮凝劑的方法。換句話說，是關(guān)于工業(yè)上容易操作，成本低廉，能作為絮凝劑用，含有硫酸根離子的pAC溶液的制造方法。
為達到本發(fā)明上述的目的，可以向pAC溶液中加入碳酸鈉、鋁酸鈉和硫酸鈉反應(yīng)的生成物。以下是關(guān)于本發(fā)明的更詳細說明。
首先，本發(fā)明用下述方法制造“易溶于酸的氫氧化鋁”。因為用鋁酸鈉和硫酸鋁生成的氫氧化鋁難溶于酸，而碳酸鈉和硫酸鋁生成的氫氧化鋁，雖然極易溶于酸，但造價高(如前所述，因使用了價格高的碳酸鈉)，這是眾所周知的事實。所以本發(fā)明采用鋁酸鈉和碳酸鈉的混合溶液與硫酸鋁生成的氫氧化鋁，發(fā)現(xiàn)它非常意外地、極易溶解于酸中。
這樣，本發(fā)明的核心就是先將碳酸鈉和鋁酸鈉混合攪拌，然后將硫酸鋁加到混合溶液中來制造氫氧化鋁。這種加料順序反過來也可以，即將碳酸鈉和鋁酸鈉混合溶液加到硫酸鋁溶液中也可以。
本發(fā)明中各種試劑的濃度，例如，鋁酸鈉溶液其Al2O3為10%，硫酸鈉溶液其Al2O3為8%，該使用量多少，是根據(jù)作為絮凝劑用的pAC溶液中所要求含的堿度及硫酸根離子濃度的理論量而適當變化。理論量可按下式計算
例如由堿度45%的pAC溶液得到堿度55%的絮凝劑pAC時，根據(jù)式(Ⅱ)m＝6×0.45＝2.7，n＝6×0.55＝3.3，則相對于pAC原液中1摩爾pAC，氫氧化鋁的摩爾數(shù)X應(yīng)為0.444。碳酸鈉、硫酸鋁和鋁酸鈉的使用量取決于由(Ⅰ)式得到的氫氧化鋁摩爾數(shù)。另外，這時硫酸鈉的使用量可以由絮凝劑pAC所需要的硫酸根濃度而決定，并且使用的碳酸鈉和鋁酸鈉的摩爾比最好是在0.14∶1以上。
上述碳酸鈉所用比例的上限，從反應(yīng)的觀點雖沒有特別的限制，但從工業(yè)規(guī)模實施的觀點，該比例越大，則生產(chǎn)成本越高，所以超過必要的使用比例無實際意義。
上述碳酸鈉的量，雖然沒有特別限制，但還是希望使用10～30%(重量)的濃度。
對于本發(fā)明，如注意上述幾點，就能得到易溶于酸的氫氧化鋁。
該氫氧化鋁的制備溫度應(yīng)低于50℃。如果制備溫度高于50℃，則制備的氫氧化鋁將難溶于酸，那么對以后向pAC溶液中添加混合的工藝將不利。
本發(fā)明隨后將上述反應(yīng)液原封不動地，或者將過濾出的氫氧化鋁塊添加到pAC溶液中溶解(變性)，得到具有所要求的硫酸根離子濃度及堿度的pAC溶液。
雖然希望予先將pAC溶液加溫到60～70℃，但并不要求嚴格的限制。另外，加入上述反應(yīng)液或氫氧化鋁后，溫度需調(diào)到40～50℃，變性反應(yīng)時間約30分鐘。
按照本發(fā)明，用理論量的鋁酸鈉、碳酸鈉和硫酸鈉反應(yīng)，可以制得堿度(65%以下)和硫酸根離子濃度都是所希望的，絮凝性能好的pAC溶液。
因為本發(fā)明在變性反應(yīng)中，使用碳酸鈉的量，是原有單一使用碳酸鈉時的1/7，所以對于工業(yè)生產(chǎn)是非常有利的。此外，由于變性反應(yīng)發(fā)泡少或者幾乎不產(chǎn)生泡沫，所以不像原有技術(shù)那樣必須加入消泡劑，而且變性反應(yīng)時間，也比原有方法縮短了3/4。
下面用實施例和比較例具體地說明本發(fā)明。
實施例1
將制取變性后堿度為50%的pAC溶液用的理論量鋁酸鈉溶液(Al2O310%)111.5g和碳酸鈉溶液(Na2CO320%)72.5g混合，然后加入硫酸鋁溶液(Al2O38%)279.0g，在40℃下反應(yīng)就可獲得易溶于酸的氫氧化鋁反應(yīng)液。
將此易溶于酸的氫氧化鋁反應(yīng)液加到升溫到60℃，1kg的pAC原液(Al2O3濃度19.9%，堿度48.6%，硫酸根0%，S.S0.9%)中，溶解后熟化30分鐘。然后加入794ml水使Al2O3濃度達10.3%，濾去不溶物，可得到作絮凝劑用的pAC溶液。表1列出了分析結(jié)果。
比較例1不用碳酸鈉，只將制取變性后堿度為50%的pAC溶液用的理論量鋁酸鈉溶液(Al2O310%)171.1g和硫酸鋁溶液(Al2O38%)286.9g混合，其他步驟與實施例1一樣，制得了作絮凝劑用的pAC溶液。分析結(jié)果在表1列出。
實施例2將制取變性后堿度為55%pAC溶液用的理論量鋁酸鈉溶液(Al2O310%)267.1g、碳酸鈉溶液(Na2CO320%)77.8g和硫酸鋁溶液(Al2O38%)299.6g混合，其他步驟與實施例1相同，制得了作絮凝劑用的pAC溶液。分析結(jié)果在表1中列出。
比較例2不用碳酸鈉，只將制取變性后堿度為55%pAC溶液用的理論量鋁酸鈉溶液(Al2O310%)336.0g和硫酸鋁溶液(Al2O38%)308.8g混合，其他步驟與實施例1相同，制得了作絮凝劑用的pAC溶液。分析結(jié)果在表1中列出。
實施例3～6
將制取變性后堿度為60%pAC溶液用的理論量的鋁酸鈉溶液(Al2O310%)、碳酸鈉溶液(Na2CO320%)和硫酸鋁溶液(Al2O38%)混合，用量在表1中列出，其他步驟與實施例1相同，制得了作絮凝劑用的pAC溶液。分析結(jié)果在表1中列出。
比較例3不用碳酸鈉，只將制取變性后堿度為60%pAC濃液用的理論量鋁酸鈉溶液(Al2O310%)447.6g和硫酸鋁溶液(Al2O38%)323.6g混合，其他步驟與實施例1相同，制得了作絮凝劑用的pAC溶液。分析結(jié)果在表1中列出。
比較例4及例5將制取變性后堿度為60%pAC溶液用的理論量的碳酸鈉溶液(Na2CO320%)、鋁酸鈉溶液(Al2O310%)和硫酸鋁溶液(Al2O38%)混合，碳酸鈉和鋁酸鈉的摩爾比小于0.14∶1，其他步驟與實施例1相同，制得了作絮凝劑用的pAC溶液。分析結(jié)果在表1中列出。
實施例7對以本發(fā)明實施例1制得的作絮凝劑用的pAC溶液，進行絮凝性能比較測試。
試樣(1)為木曾川地表水(濁度2.3ppm、pH7.5、水溫10℃、堿度16.3)。
把由實施例1制得的pAC溶液按Al2O32ppm加到1000ml試樣(1)中，進行快速攪拌(100rpm)1分鐘，慢速攪拌(20rpm)10分鐘，然后靜置10分鐘。慢速攪拌結(jié)束后，測定懸浮粒子的直徑及靜置后上層液體的濁度，其結(jié)果由表2示出。
試樣(2)為砂石洗滌排水(S.S4.7%、pH8.5、水溫11℃)。
把由實施例1制得的pAC溶液按Al2O36ppm加到1000ml試樣(2)中，進行快速攪拌(100rpm)，然后靜置3分鐘?？焖贁嚢杞Y(jié)束后，測定懸浮粒子的直徑及靜置后上層液體的濁度，其結(jié)果表2示出。
試樣(3)為制造面包的排水(S.S1590mg/l、濁度259ppm、pH4.3、COD327mg/l)將220ppm的氫氧化鈉添加到1000ml試樣(3)中，進行快速攪拌(100rpm)1分鐘，然后將實施例1制得的pAC溶液按Al2O320ppm加入，快速攪拌(100rpm)1分鐘，慢速攪拌(20rpm)2分鐘，然后靜置5分鐘。慢速攪拌結(jié)束后測定懸浮粒子直徑、靜置后上層液體的濁度及COD值。結(jié)果由表2示出。
實施例8對于由實施例2制得的絮凝劑用pAC溶液，進行與實施例7相同的絮凝性能測試。結(jié)果由表2示出。
實施例9對于由實施例3制得的絮凝劑用的pAC溶液，進行與實施例7相同的絮凝性能測試。結(jié)果由表2示出。
比較例7對于由比較例1制得的絮凝劑用pAC溶液，進行與實施例7相同的絮凝性能測試。結(jié)果由表2示出。
比較例8對于由比較例2制得的絮凝劑用的pAC溶液，進行與實施例7相同的絮凝性能測試。結(jié)果由表2示出。
比較例9對于由比較例3制得的絮凝劑用的pAC溶液，進行與實施例7相同的絮凝性能測試。結(jié)果由表2示出。
比較例10對市場銷售的絮凝劑用pAC溶液(堿度55%)，進行與實施例7相同的絮凝性能測試。結(jié)果由表2示出。
根據(jù)表2所示結(jié)果，可以知道，按照本發(fā)明制造方法所制備的絮凝劑用pAC溶液，與市場銷售品是相同的，或者說具有相同的絮凝性能。因此本發(fā)明的制造方法在工業(yè)上容易生產(chǎn)，制造成本便宜，顯示出很大的優(yōu)越性。
權(quán)利要求
1.在堿性氯化鋁溶液中加入由碳酸鈉、鋁酸鈉和硫酸鋁的混合溶液反應(yīng)生成的氫氧化鋁，使堿性氯化鋁發(fā)生變性來制造絮凝劑的方法。
2.按照權(quán)項1所述的制造方法，其特征在于，碳酸鈉和鋁酸鈉的摩爾比為0.14∶1以上。
3.按照權(quán)項1所述的制造方法，其特征在于，碳酸鈉、鋁酸鈉和硫酸鋁的混合溶液的反應(yīng)溫度在50℃以下。
專利摘要
本發(fā)明涉及用于絮凝聚處理含細微粒子水濁液的堿性氯化鋁的制造方法。
文檔編號B01J20/04GK85103994SQ85103994
公開日1986年11月19日 申請日期1985年5月24日
發(fā)明者海野義雄 申請人:本州制紙株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan