专利名称：一种饮用水级聚合氯化铝中铁离子的去除方法
技术领域：
本发明涉及一种去除饮用水级聚合氯化铝中铁离子的方法，属于化学合成技术领域。
背景技术：
聚合氯化铝(PAM)是一种无机高分子水处理药剂，外观为白色、浅黄色颗粒或粉末状，无毒、无味，腐蚀性小，具有杀菌、除味、脱色等功效，由于其活性高、溶解性好、适用范围广、净水成本减少15% 30%，是目前公认的优良水处理剂。聚合氯化铝广泛应用于自来水和工业污水的净化处理中，但在聚合氯化铝的制备过程中，由于所采用原料原因或是反应过程中设备、管道的污染，导致制备得到的聚合氯化铝中引入了一定含量的铁离子，铁离子的存在导致了聚合铝的色度加深，在自来水和工业污水的净化过程中，往往会使处理后的水质略带黄色或浅黄色，影响出水水质的颜色加深，不能满足人们饮水标准及工业废水排放标准，因而，对聚合氯化铝的颜色和质量要求都比较高，特别是对铁离子的含量要求更严。刘安昌等人采用氢氧化铝与盐酸溶液反应制得淡黄色透明聚合氯化铝溶液，然后在该聚合氯化铝溶液中加入一定浓度的不同类型的有机络合剂，并加入活性炭，测定铁离子的含量，结果表明:有机络合物与聚合氯化铝溶液中的铁离子络合，用活性炭吸附除去铁离子是一种行之有效的方法；虽然经处理的聚合氯化铝为白色，但铁离子含量仍为6mg/kg，不能将铁离子完全除去。新型高效铁离子去除剂(沉淀剂)也是去除铁离子的较好的方法，该方法采 用高分子有机螯合物配位场理论合成系列新型DTC类树脂，该技术的产品具有环保无毒、高效、快速的特性，操作简便、PH适用范围广、污泥量非常少；可直接投加于含铁离子的综合生产工艺中，无须调节PH值；常温下可快速反应生成稳定的絮状物沉淀，铁离子去除率可达到99%以上；但该产品的经济成本较高，合成工艺较为复杂，反应时间较长。从目前国内外针对无铁聚合铝的制备的现状来看，在原料、成本、工艺方法等方面都有待进一步的研究，特别是饮用水处理对铁离子的含量要求。因而，探究一种去除聚合氯化铝中铁离子的方法，制得纯净无色的聚合氯化铝，在水质净化处理中具有重要意义。
发明内容
本发明针对饮用水水质净化处理的实际问题，提供了一种去除饮用水级聚合氯化铝中铁离子的方法，目的在于完全去除现有的聚合氯化铝产品中含有的大量金属铁离子，得到纯净无色的聚合氯化铝。本发明所采用的原料为:六亚甲基四胺(C6H2)6N4、4_环己烯甲酸甲酯、3-苯丙烯酸，以异丙醇铝为催化氧化剂，控制PH = 8 10的碱性环境，合成一种有机化合物，将其直接向聚合氯化铝中投加，经处理得到纯净无色的聚合氯化铝，其最大的优势在于能100%去除聚合氯化铝中的铁离子。
本发明采用的技术方案是:
一种饮用水净化处理中聚合氯化铝中铁离子的去除方法，该方法采用六亚甲基四胺(C6H2)6N4、4-环己烯甲酸甲酯、3-苯丙烯酸为原料，以异丙醇铝为催化氧化剂，以NH4-EDTA缓冲溶液调节pH = 9.0 10.0碱性环境下反应，其中，六亚甲基四胺12 15g，4-环己烯甲酸甲酉旨55 60mL，3-苯丙烯酸25 30mL，异丙醇铝的加入量为2 3g。本发明中聚合氯化铝中铁离子的去除剂的合成过程为:(1)称取12 15g六亚甲基四胺置于250mL四口烧瓶中，加入4-环己烯甲酸甲酯55 60mL，搅拌；
(2)升温至50 55°C，加入25 30mL3-苯丙烯酸，2 3g异丙醇铝该反应体系在氮气保护下进行，继续升温至85 90°C，再加入NH4-EDTA的缓冲溶液调节pH = 9.0 10.0，反应I 2h，静置，冷却至室温，将四口烧瓶中的溶液转移至分液漏斗中，静置，分层，收集上层油状物质；
(3)将所得的油状物在50 55°C下旋转蒸发仪下减压浓缩，在105 110°C下烘干，制备得到铁离子的有机去除剂。本发明制备得到的铁离子去除剂，其特征在于，外观为无色透明片状或结晶颗粒，密度1.7 2.lmg/m3溶解时间小于0.5h，溶解度为99.9%，水解程度很低。本发明的铁离子去除剂的使用方法为:按质量比为0.1% 0.5% (基于聚合氯化铝质量)比例加入聚合氯化铝产品中，在200 300r/min转速下不断搅拌，搅拌时间为30 40min，经过滤，得到无色透明液体，铁离子含量检测结果为O。本发明的有益效果是:
(1).本发明直接利用合成得到的铁离子去除剂，达到饮用水水质纯化脱色的目的，不需加入活性炭等化学药剂 ，极大地提高饮用水净化的处理效果；
(2).适应pH范围宽，温度范围广，可以直接向聚合氯化铝中投加，都能有效去除聚合氯化铝中的铁离子，去除率可达100% ；
(3).本发明铁离子去除剂制备工艺较简单，操作条件好，反应周期短，原料利用率高，无污染，经济性高。
具体实施例方式本发明所采用的原料为:六亚甲基四胺(C6H2)6N4、4_环己烯甲酸甲酯、3-苯丙烯酸，以异丙醇铝为催化氧化剂，控制PH = 8 10的碱性环境，合成一种有机化合物，将其直接向聚合氯化铝中投加，经处理得到纯净无色的聚合氯化铝，其最大的优势在于能100%去除聚合氯化铝中的铁离子。本发明具体合成步骤为:
(1)称取12 15g六亚甲基四胺置于250mL四口烧瓶中，加入4-环己烯甲酸甲酯55 60mL，搅拌；
(2)升温至50 55°C，加入25 30mL3-苯丙烯酸，2 3g异丙醇铝该反应体系在氮气保护下进行，继续升温至85 90°C，再加入NH4-EDTA的缓冲溶液调节pH = 9.0 10.0，反应I 2h，静置，冷却至室温，将四口烧瓶中的溶液转移至分液漏斗中，静置，分层，收集上层油状物质；
(3)将所得的油状物在50 55°C下旋转蒸发仪下减压浓缩，在105 110°C下烘干，制备得到铁离子的有机去除剂。本发明的铁离子去除剂的使用方法为:按质量比为0.1% 0.5% (基于聚合氯化铝质量)比例加入聚合氯化铝产品中，在200 300r/min转速下不断搅拌，搅拌时间为30 40min，经过滤，得到无色透明液体，铁离子含量检测结果为O。实例I
称取12g六亚甲基四胺置于250mL四口烧瓶中，加入4-环己烯甲酸甲酯55mL,搅拌，升温至50C，加入3-苯丙烯酸25mL，2g异丙醇铝的加入量，再加入NH4-EDTA的缓冲溶液调节pH = 9.0，该反应体系在氮气保护下进行，继续升温至85V，反应lh，静置，冷却至室温，将四口烧瓶中的溶液转移至分液漏斗中，静置，分层，收集上层油状物质。将所得的油状物在50°C下旋转蒸发仪下减压浓缩，在105°C下烘干，制备得到铁离子的去除剂。按质量比为
0.1% (基于聚合氯化铝的质量)比例直接加入聚合氯化铝产品中，在200r/min转速下不断搅拌，搅拌时间为30min，经过滤，得到无色透明液体，铁离子含量检测结果为O。实例2
称取13g六亚甲基四胺置于250mL四口烧瓶中，加入4-环己烯甲酸甲酯56mL，搅拌，升温至52°C，加入3-苯丙烯酸26mL，2g异丙醇铝的加入量，再加入NH4-EDTA的缓冲溶液调节PH = 9.0，该反应体系在氮气保护下进行，继续升温至86°C，反应1.5h，静置，冷却至室温，将四口烧瓶中的溶液转移至分液漏斗中，静置，分层，收集上层油状物质。将所得的油状物在52°C下旋转蒸发仪下减压浓缩，在106°C下烘干，制备得到铁离子的去除剂。按质量比为
0.2% (基于聚合氯化铝的质量)比例直接加入聚合氯化铝产品中，在230r/min转速下不断搅拌，搅拌时间为30min，经过滤，得到无色透明液体，铁离子含量检测结果为O。实例3
称取14g六亚甲基四胺置于250mL四口烧瓶中，加入4-环己烯甲酸甲酯58mL,搅拌，升温至53°C，加入3-苯丙烯酸28mL，3g异丙醇铝的加入量，再加入NH4-EDTA的缓冲溶液调节pH = 10.0，该反应体系在氮气保护下进行，继续升温至88°C，反应2h，静置，冷却至室温，将四口烧瓶中的溶液转移至分液漏斗中，静置，分层，收集上层油状物质。将所得的油状物在54°C下旋转蒸发仪下减压浓缩，在108°C下烘干，制备得到铁离子的去除剂。按质量比为
0.3% (基于聚合氯化铝的质量)比例直接加入聚合氯化铝产品中，在270r/min转速下不断搅拌，搅拌时间为40min，经过滤，得到无色透明液体，铁离子含量检测结果为O。实例4
称取15g六亚甲基四胺置于250mL四口烧瓶中，加入4-环己烯甲酸甲酯60mL,搅拌，升温至55°C，加入3-苯丙烯酸30mL，3g异丙醇铝的加入量，再加入NH4-EDTA的缓冲溶液调节pH = 10.0，该反应体系在氮气保护下进行，继续升温至90°C，反应2h，静置，冷却至室温，将四口烧瓶中的溶液转移至分液漏斗中，静置，分层，收集上层油状物质。将所得的油状物在55°C下旋转蒸发仪下减压浓缩，在110°C下烘干，制备得到铁离子的去除剂。按质量比为
0.5% (基于聚合氯化铝的质量)比例直接加入聚合氯化铝产品中，在300r/min转速下不断搅拌，搅拌时间为40min，经过滤，得到无色透明液体，铁离子含量检测结果为O。
权利要求
1.一种饮用水级聚合氯化铝中铁离子的去除方法，其特征在于:该方法采用六亚甲基四胺、4-环己烯甲酸甲酯、3-苯丙烯酸为原料，以异丙醇铝为催化氧化剂，合成一种有机铁离子去除剂。
2.根据权利要求1所述一种饮用水级聚合氯化铝中铁离子的去除方法，其特征在于具体制备过程为: (1)称取12 15g六亚甲基四胺置于250mL四口烧瓶中，加入4-环己烯甲酸甲酯55 60mL，搅拌； (2)升温至50 55°C，加入25 30mL3-苯丙烯酸，2 3g异丙醇铝该反应体系在氮气保护下进行，继续升温至85 90°C，再加入NH4-EDTA的缓冲溶液调节pH = 9.0 10.0，反应I 2h，静置，冷却至室温，将四口烧瓶中的溶液转移至分液漏斗中，静置，分层，收集上层油状物质； (3)将所得的油状物在50 55°C下旋转蒸发仪下减压浓缩，在105 110°C下烘干，制备得到铁离子的有机去除剂。
3.根据权利要求1所述一种饮用水级聚合氯化铝中铁离子的去除方法，其特征在于:使用时，有机铁离子去除剂与聚合氯化铝的质量比为0.1% 0.5%投加入聚合氯化铝产品中，在200 300r/min转速下不断搅`拌，搅拌时间为30 40min。
全文摘要
本发明公开了一种饮用水级聚合氯化铝中铁离子的去除方法，该方法采用六亚甲基四胺、4-环己烯甲酸甲酯、3-苯丙烯酸为原料，以异丙醇铝为催化氧化剂，在碱性环境下反应制备得到一种有机铁离子去除剂。该有机铁离子去除剂与聚合氯化铝的质量比为0.1％～0.5％投加，经搅拌、静止沉淀后得到纯净无色的聚合氯化铝。该方法不需使用活性炭等吸附剂进行吸附，制备工艺较简单，操作条件好，反应周期短，经济性高，可以直接向聚合氯化铝中投加，适用范围广，其显著特点在于能100％去除聚合氯化铝中的铁离子。
文档编号C01F7/56GK103159245SQ201110416378
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者雷春生, 王桂玉 申请人:常州友邦净水材料有限公司