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摘

要 "介绍了在造纸工业废水处理中聚

合硅酸金属盐絮凝剂的合成及其应用 !提出了

几点看法和展望了未来#

关键词 " 造纸 $ 废水处理 $ 聚合硅酸金属

盐$絮凝剂$合成$发展

中图分类号"!"

文献标识码"#

目前! 国内外造纸废水的治理

技术多以絮凝沉淀和生物处理为

主# 但对这种

#$%&’$%

值较小%一

般为

(&)

左右&的造纸废水!难以直

接进行生物降解进行处理# 为此!絮
凝处理被广泛的应用于造纸废水的

处理中# 在絮凝处理药剂中!聚合硅
酸金属盐絮凝剂成为人们研究的热

点! 并且逐步在造纸废水处理中发
挥着许多传统无机絮凝剂无法比拟

的作用# 本文就聚合硅酸金属盐絮
凝剂的合成和在造纸废水处理中的

应用情况作较为详细的论述#

聚合硅酸盐絮凝剂的合成

聚合硅酸盐絮凝剂的合成一般

情况下分两步完成#

*+*

聚合硅酸的合成

上世纪

年代后期 !

#-./01

’

首先提出硅酸钠经酸中和后形成的

聚合硅酸具有絮凝作用!之后!聚合
硅酸的合成方法的研究得到了不断

的发展# 聚合硅酸的合成一般情况
下是通过一定模数的硅酸钠稀溶液

%或者称水玻璃&和一定浓度的酸化
剂%包括硫酸)磷酸)盐酸)乙酸等!
以及酸性反应的盐或气体等& 的酸
碱中和反应来完成的! 聚合硅酸是
硅酸聚合到一定程度的中间产物#
另外!通过自聚合作用!也可形成聚
合硅酸!文献’

(作了较为详细的研

究! 并提出了明确的聚合理论和胶
凝机理#

一般情况下! 影响聚合硅酸合

成的因素有"加料方式)溶液中

30$

的百分含量)

值)酸化剂的种类)

合成温度等!有关文献’

)

(已作了详

细的讨论#

*+2

聚合硅酸金属盐的合成

向硅酸溶胶中引入某些金属离

子!一方面!可以阻止或减缓硅酸溶
胶的

电位! 增强电中和并压缩胶

粒双电层而产生混凝作用$ 另一方
面! 含有金属离子的硅酸溶胶体系
中物质的主要存在形态为水解的自

由离子 %金属盐水解而得&)单体和
低聚羟基化合物

’

! 加之聚硅酸中

存在的潜在硅

金属离子反应点

’

使得一部分金属盐或金属盐水解的

自由离子可与共存的聚硅酸上的羟

基氧形成配位健!起螯合%络合&反
应生成金属

硅聚合物!减缓了聚硅

酸的进一步聚合! 使得聚合硅酸的
稳定性明显提高#

聚合硅酸金属盐絮凝剂研究开

发在上世纪

年

代末期才得到一

定的发展

’

9:7(

!但其

发展速度很快 !主
要是以铁和铝的

聚合硅酸盐絮凝

剂# 其合成的方法
可以归结为两种 "
复合法和共聚法 #
见图

和图

的

合成工艺流程图#

从图

和图

的工艺流程!可以看出!两种聚合方
法的不同在于" 共聚法首先将一定
浓度的单种或多种金属离子的水溶

液用酸液或碱液调制至一定的碱化

度后!再与活化硅酸共混反应$而复
合法是将一定浓度的单种或多种金

属离子的溶液直接与活化硅酸共混

进行反应#

在聚合硅酸金属盐絮凝剂的合

成过程中!合成方法%聚合法和复合
法两种&!活性硅酸初始聚合度的大
小!金属离子

;

与

30$

含量的摩尔

比

;<30$

的大小以及所用金属离

子的种类等将会使合成产品的枝化

度和聚集度) 分子的空间结构以及
产品的碱化度%或称盐基度&等产生
不同的影响

’

=)*,(

!从而在造纸等废水

处理中表现出不同的絮凝作用机理

和发挥出不同的絮凝处理效果#

聚合硅酸金属盐絮凝剂在造纸

废水处理中的应用

造纸工业废水中都含有大量的

细小纤维和其它细小固体颗粒等无

机 ) 有机物杂质 % 其中有机物占

任朝华

%长江大学化学与环境工程学院!湖北

荆州!

")",2)

图 * 共聚法合成聚合硅酸金属盐絮凝剂工艺流程

一定浓度的单种或多
种金属离子的水溶液

混合均匀的活
化硅酸和金属

离子的溶液

一定浓度的酸或碱液

一定 45 值的活化硅酸和

金属离子的混合溶液

待用的活化硅酸

恒温搅拌

降温至室温

陈化

产品

图 2 复合法合成聚合硅酸金属盐絮凝剂工艺流程

论文 * 报告 * 综述

#&’()*+ ,-. /01(02

造纸废水处理中絮凝剂聚合硅酸金属盐的合成与应用