造纸废水脱色用絮凝剂PSiAFCC制备及性能

造纸废水脱色用絮凝剂PSiAFCC制备及性能

2019-12-10 15:41:11 qkep

  聚硅酸是一种传统的助凝剂,也能单独作为絮凝剂使用,它具有原料来源广、无毒、成本低等特点,但其稳定性差,不易储存,需现用现配,因而影响了它的使用和推广.某些金属离子有抑制硅酸聚合,延缓其胶凝的作用,近年越来越引起国内外研究者的关注.本文在前人工作的基础上,以铝钙矿、酸洗废液和工业水玻璃等为主要原料制备无机高分子絮凝剂——聚硅酸铝铁钙PSiAFCC,重点考察硅酸活化pH、聚硅酸活化时间、制备PSiAFCC时的pH和Si、Al、Fe三者的摩尔比等因素对PSiAFCC性能的影响,进一步优化制备条件,并对该絮凝剂的结构进行初步分析,为将其应用于造纸废水的脱色处理奠定基础。


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  材料

  工业水玻璃(模数为3.1,SiO2含量为28%)、18.5%盐酸;铝钙溶出液、铁溶出液、聚硅酸。

  仪器与制备流程

  制备所需的主要仪器有磁力搅拌器和酸度计.

  絮凝剂样品的性能分析

  将絮凝剂PSiAFCC和聚合硫酸铝(PFS)浓缩干燥,得到固体样品.用XL-30扫描电镜观察二者的晶体形貌;用Q50TGA(ThermogravimetricAn-alyzer)热重分析仪对PSiAFCC进行热重分析。

  PSiAFCC絮凝剂的聚合性能表征

  铝盐和铁盐在共聚反应前后物理化学性质均发生改变.它并不等同于铝盐、铁盐的简单混合,而是通过化学聚合反应所制备出的一种新型絮凝剂.可以用以下几种方法证明铝、铁离子发生了共聚反应:(1)加入KF溶液法.通常情况下,水和铝离子、水和铁离子与KF反应会产生白色沉淀,而PSiAFCC复合絮凝剂中加入KF溶液后,并无白色沉淀产生,这说明絮凝剂中铝、铁不是单纯以离子状态存在,而是以聚合态存在.(2)黏度对比法.制备PSiAFCC复合絮凝剂的原料铝溶液和铁溶液均为真溶液,其黏度为4,mPa·s(16℃),接近水的黏度;而合成熟化反应后的絮凝剂为红棕色黏稠状液体,其黏度为7,mPa·s(16℃),说明形成了无机高分子结构。

  (1)考虑到在聚合反应中Al3+、Fe3+离子与硅酸聚合速度的差异,制备过程中应先引入Al3+离子、再引入Fe3+离子,使铁盐和铝盐实现了交叉共聚,通过采用加入KF溶液法说明絮凝剂中铝、铁不是以离子状态存在,同时借助扫描电镜对絮凝剂的结构及形貌分析表明,PSiAFCC中硅与铝、铁离子之间存在着作用键,形成了高分子结构而以聚合态存在。

  (2)热重分析表明,絮凝剂PSiAFCC存在较多的羟基,在一定温度范围内有较好的热稳定性,对制备固体产品具有指导意义。


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