聚硅酸铁镁絮凝剂的制备研究

刘延慧

【摘 要】实验采用硅酸钠、硫酸铁、硫酸镁制备聚硅酸铁镁絮凝剂。结果表明，聚硅酸浓度为0.4mol/L，活化pH为3-4，Si/（Fe+Mg）摩尔比为1.5时，Fe/Mg摩尔比为0.8时，制备的絮凝剂，除浊率较高。

【关键词】聚硅酸铁镁；聚合胶凝；除浊

中图分类号： X703.5 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）27-0095-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.041

【Abstract】The polysilicate ferric magnesium flocculant was prepared through sodium silicate，ferric sulfate，Magnesium sulphate as the raw materials.The results show that the removal rate of turbidity was higher when the concentration of sodium silicate was 0.4mol/L，activation pH was 3-4，n（Si）：n（Fe+Mg）molar rate was 1.5，n（Fe）：n（Mg） molar rate was 0.8.

【Key words】Polysilicate ferric magnesium；Gelation time；Turbidity removal

水资源保护及污水处理是现代社会不可忽视的环境问题，其中，絮凝是水处理技术中最重要的操作过程之一。通过该过程可使胶体脱稳，小颗粒聚集成大颗粒，以除去水中的悬浮固体、天然有机物等[1]。多金属聚硅酸絮凝剂是一类新型无机高分子絮凝剂，该类产品的特点是结合了金属离子的电中和能力和聚硅酸的吸附架桥网捕作用，具有优良的净水效果[2]。试验将铁、镁引入聚硅酸中，制备聚硅酸铁镁絮凝剂，为进一步研制高效絮凝剂提供了基础数据。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

722S型分光光度计，调温磁力搅拌器等；硅酸钠，硫酸铁，硫酸镁，硫酸，硅藻土等。

1.2 实验方法

试验采用硅酸盐制备聚硅酸，将硅酸盐加入酸中，调节混合液pH值，搅拌，静止活化，生成聚合硅酸溶液；再将硫酸铁、硫酸镁加入到聚硅酸溶液中，搅拌，静止熟化，即可得聚硅酸亚铁镁絮凝剂，考察制备条件对胶凝时间或除浊率的影响。

2 结果与分析

2.1 活化pH对絮凝剂稳定性的影响

改变活化pH，在其他条件相同情况下制备聚硅酸铁镁絮凝剂，结果见图1。

由图3.1可知，不同浓度的硅酸钠溶液在不同pH值下凝胶时间变化趋势是相同的，溶液经历中性阶段时，会迅速形成凝胶。硅酸溶液的pH值越小，其凝胶速度相对变缓。实验时应尽量不让溶液处于中性条件下。当pH值处于3～4之间不易于形成凝胶，并且能得到教高聚合度的聚硅酸，因此，实验在制备聚硅酸时控制溶液的pH为3～4。

2.2 二氧化硅浓度对絮凝剂稳定性的影响

改变硅酸钠浓度，在其他条件相同情况下制备聚硅酸铁镁絮凝剂，结果见图2。

由图2可知，在控制其他条件相同的情况下，随着SiO2浓度的升高，硅酸的聚合反应速度也随之加快，凝胶时间逐渐变短。实验在制备聚硅酸时，SiO2浓度不能太大，也不能太小。若SiO2浓度过大，会导致硅酸的聚合反应的速度过快，从而使有效聚合度不易控制。若SiO2浓度太小，导致硅酸聚合反应速度较慢[3]，所以，将SiO2浓度控制为0.4mol/L左右。

2.3 Si/（Fe+Mg）摩尔比对聚硅酸铁镁絮凝性能的影响

改变Si/（Fe+Mg）摩尔比，在其他条件相同情况下制备聚硅酸铁镁絮凝剂，结果见表1。

从表1可知，Si/（Fe+Mg）摩尔比对聚硅酸铁镁絮凝性能有直接的影响，Si/（Fe+Mg）摩尔比在1.0～2.0之间时，聚硅酸铁镁处理200mg/L的硅藻土模拟废水时絮凝性能较好。在Si/（Fe+Mg）摩尔比为1.5时除浊率最好，能够达到79.7%。所以，本实验采用的Si/（Fe+Mg）最佳摩爾比为1.5。2.4 Fe/Mg摩尔比对聚硅酸铁镁絮凝性能的影响

改变Fe/Mg摩尔比，在其他条件相同情况下制备聚硅酸铁镁絮凝剂，结果见表2。

从表2可知，Fe/Mg摩尔比在0.2～2.0的范围内，除浊率随Fe/Mg摩尔比的增加先升高后降低，当Fe/Mg摩尔比为0.8时，除浊率较高。

3 结论

制备聚硅酸铁镁絮凝剂时，聚硅酸浓度为0.4mol/L，活化pH为3-4，Si/（Fe+Mg）摩尔比为1.5时，Fe/Mg摩尔比为0.8时，制备的絮凝剂，除浊率较高。

【参考文献】

[1]文彦杰，韩春英，张丽丹.聚硅酸铁镁水处理剂的制备及应用研究[J].北京化工大学学报（自然科学版），2012，39（4）：90-94.

[2]丛涛泉，丁璐，毛泽星，等.聚硅酸金属盐类絮凝剂的研究进展[J].当代化工，2014，43（1）：48-50.

[3]康万里，傅敏.含硼聚硅酸铁锌絮凝剂的制备及其性能研究[J].广州化工，2015，43（19）：53-57.