专利名称：多核铝-聚硅磷氯化铝及其制造方法
技术领域：
本发明在国际专利分类表中，属于水、废水、污水或污泥的处理小类，即
C02F，特别涉及饮用水的处理剂及其制造方法。
背景技术：
自古以来，水的处理方法有自然沉淀、沙滤和明矾凝絮。二十世纪六十年 代有了性能良好的聚氯化铝水处理剂。我国是世界上聚氯化铝的最大生产国， 产品品质和使用性能在国际上处先进地位。但是随着经济发展的同时，水污染 也曰趋严重，从而增加了水净化处理的难度，传统工艺生产的水处理剂-混凝剂 难以满足净化的要求。特别是随着人民生活水平的提高，对饮用水的水质指标， 提出了更高的要求，要求达到欧美先进标准。为此，无机高效混凝剂的研究开 发显得相当迫切。申请人研究发现聚氯化铝的短基为铝离子，具有与氢氧根等 羟基聚合物进行络合的空轨道。利用这一发现，采用接枝技术，将磷、硅多种 多价羟基聚合物与其接枝链节，大大加长分子链，同时形成新的星型和网状结 构，从而使产品分子加倍即分子量加倍。这种加倍作用为混凝效果的提升奠定 了基础，我们将这种物质称为多核铝或聚硅磷氯化铝。多核铝具有高电荷、高 聚合度、高活性成份，在水处理中除了混凝反应外，还具有一般无机高分子混 凝剂所没有的网捕和巻扫功能，从而使其混凝效果进一步提升。经初步检索， 未能检出相同或类似的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水处理剂混凝剂多核铝-聚硅磷氯化铝，它有明 显超越普通聚氯化铝的混凝性能，而且制造容易，性价比高。 公开新的技术方案如下
一种作为水处理混凝剂的多核铝_聚硅磷氯化铝，分子通式为 [Al6(0H)3nCl13—化P04Si0丄，其中n二2—4、 m《10。
多核铝-聚硅磷氯化铝的制造方法，其特征在于每吨反应物的工艺配方为
工业合成盐酸(HC1质量百分浓度100%) 100-200KG，
氢氧化铝(Al203质量百分含量6490 70-120KG，
铝酸钙粉(AL03质量百分含量50-52%) 130-65KG，
磷矿粉(P20s质量百分含量25-27%) 50-170KG，
氧化硅(Si02质量百分含量100%) 5-10KG，
3水 余量； 制造步骤为
将工业合成盐酸加入反应容器。
在搅拌状态下按比例加入磷矿粉或按上述配方经换算的五氧化二磷。 加入氢氧化铝。
蒸汽加热，反应温度控制80-120。C，反应时间2-5小时，反应液冷却至 50-70。C。
按比例加入铝酸钙粉、氧化硅。 反应温度控制在80-110°C，反应时间为2-3小时。 液渣分离，包括压滤或离心。 成品液分装入库或成品液干燥后分装入库。
按照上述方案制得的多核铝，分子通式为[Al6(0H)3nCl13—3nP04Si03]m，其中 n=2-4、 m《10。分子量>5000，所述n=2-4、 m《10， 20。C时的密度》1. 35且流 动性好，Alb+AD80-85%。多核铝的分子量、密度远大于普通的聚氯化铝，按 现行GB15892-2003标准执行，其混凝性能明显优于聚氯化铝，大大优于硫酸铝， 在水处理中投加量比聚氯化铝节省30-50%，使用时不会起到水中磷元素的增加。 由于生产工艺简单，性价比高，可大规模工业化生产。此外，多核铝性能稳定， 可长期存放，具有较好的商品性能。
本发明省略工艺流程方框图。
具体实施例方式
一种作为水处理混凝剂的多核铝-聚硅磷氯化铝，分子通式为 [Al6(0H)3nCl13—3nP04Si03] ，其中n=2—4、 m《10。
多核铝-聚硅磷氯化铝的制造方法，其特征在于每吨反应物的工艺配方为
工业合成盐酸(HC1质量百分浓度100%) 100-200KG,
氢氧化铝(Al203质量百分含量6490 70-120KG，
铝酸钙粉(A1A质量百分含量50-52%) 130-65KG，
磷矿粉。205质量百分含量25-27%) 50-170KG，
氧化硅(Si02质量百分含量100%) 5-IOKG，
水 余量；
制造步骤为
将工业合成盐酸加入反应容器。
在搅拌状态下按比例加入磷矿粉或按上述配方经换算的五氧化二磷。
4加入氢氧化铝。
蒸汽加热，反应温度控制80-120°C，反应时间2-5小时，反应液冷却至 50-70°C。
按比例加入铝酸钙粉、氧化硅。
反应温度控制在80-110°C，反应时间为2-3小时。
液渣分离，包括压滤或离心。
成品液分装入库或成品液干燥后分装入库。
依照工艺配方和工艺流程，描述实施例如下
实施例l，取工业合成盐酸100KG加入反应锅，在搅拌下加入磷矿粉50KG， 再加氢氧化铝130KG，蒸汽加热，反应锅温度控制在8(TC-12(TC范围内，反应2 小时，然后自然冷却到50-70。C之间，再加入铝酸钙粉65KG,氧化硅5KG进行 反应，锅内温度控制在80-110'C范围，反应时间3小时，然后液渣分离，本例 采用压滤，得滤液成品990KG，并分装入库。
实施例2，取工业合成盐酸200KG，加入反应池，在搅拌下加入磷矿粉170KG， 再加氢氧化铝70KG，蒸汽加热，池液温度控制在80-12(TC范围内，反应5小时， 然后自然冷却到50-7(TC范围，再加入铝酸钙粉130KG，氧化硅IOKG，池液温度 控制在80-ll(TC范围，继续反应2小时，进行液渣分离，本例采用离心法。得 成品滤液1000KG，并分装入库。
实施例3，取工业合成盐酸IOOKG，加入反应池，边搅拌边加磷矿粉IOOKG、 氢氧化铝IOOKG，蒸汽加热，控制池液温度90-110°C，反应2.5小时，然后冷 却到6(TC，再加入铝酸钙粉90KG,氧化硅6KG，池液温度控制在90'C，反应3 小时后，滤渣压滤，得成品滤渣990KG，分装入库。
实施例4，取工业合成盐酸150KG，加入反应池，边搅拌边加五氧化二磷30KG， 按上述配方折其为磷矿粉120KG，蒸汽加热，控制池液105'C，反应用2.5小时， 待冷却到65。C时，再加入铝酸钙粉120KG，氧化残8KG，控制池温在99°C，反 应2.5小时，然后液、渣压滤，得成品滤液995KG，分装入库。
各实施例的加热不限于蒸汽加热，冷却亦不限于自然冷却。
如果需要固体成品，则应增加干燥工序。固体成品的优点在于贮运方便，缺 点是使用时不如液态方便，性价比不及液态产品。各物料在浓度或含量不同， 应按上述配方折算，水始终为余量。
权利要求
1.一种作为水处理混凝剂的多核铝-聚硅磷氯化铝，分子通式为[Al6(OH)3nCl13-3nPO4SiO3]m，其中n＝2-4，m≤10。
2. 如权利要求1所述的多核铝-聚硅磷氯化铝的制造方法，其特征在于每 吨反应物的工艺配方为工业合成盐酸(HC1质量百分浓度100%) 100-200KG, 氢氧化铝"1203质量百分含量64%) 70-120KG，铝酸钙粉"1203质量百分含量50-52%) 130-65KG， 磷矿粉(&05质量百分含量25-27%) 50-170KG，氧化硅(Si02质量百分含量100%) 5-10KG， 水 余量； 制造步骤为将工业合成盐酸加入反应容器，在搅拌状态下按比例加入磷矿粉或按上述配方经换算的五氧化二磷， 加入氢氧化铝，蒸汽加热，反应温度控制80。C-12(TC，反应时间2-5小时，反应液冷却至 50°C-7(TC，按比例加入铝酸钙粉、氧化硅，反应温度控制在80-110°C，反应时间为2-3小时，液渣分离，包括压滤或离心，成品液分装入库或成品液干燥后分装入库。
全文摘要
一种水处理剂，特别是用于饮用水的地表水处理剂，采用多核铝-聚硅磷氯化铝。它以工业合成盐酸、氢氧化铝、铝酸钙粉、磷矿粉或五氧化二磷、氧化硅及水为原料，反应制得，液渣分离后为液态成品。由于多核铝其分子量、电荷量、密度远大于聚氯化铝，因此其混凝性能远好于普通聚氯化铝，可节省投加量30-50％。它流动性好，性能稳定，可长期存放。由于工艺简单，性价比高，可大规模工业化生产。
文档编号C02F1/52GK101538081SQ20091009804
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者徐鑫英, 沈敬贤, 沈烈翔, 解望斐 申请人:嘉善海峡净水灵化工有限公司