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硅酸聚合的影响因素与控制研究

  • 在聚合铝、铁类絮凝剂中引入聚硅酸,主要是利用聚硅酸的吸附架桥作用来进一步提高并完善聚铝、铁的絮凝性能。实验结果表明,硅酸聚合度对聚合硅酸铝铁的絮凝性能和稳定性有较大的影响。一般来说,硅酸聚合度高,则所制备出来的聚合硅酸铝铁的聚合度也高,它有利于PSAF在絮凝过程中吸附架桥及网捕作用的增强;同时,控制一定的硅酸聚合度可以增强PSAF的稳定性。当聚合度过高时,PSAF极易胶凝,影响絮凝效能。而聚合度太低时,虽然很稳定,但絮凝效果不好。因而聚硅酸的聚合度是制备高效的PSAF絮凝剂的重要影响因素。
  • 要制得一定聚合度的聚硅酸,关键是控制好硅酸的聚合时间。因此,首先必须了解影响硅酸聚合速度(或胶凝时间)的因素。试验研究发现,影响硅酸聚合的因素主要有3点:
  • pH值:pH值愈接近中性,硅酸胶凝速度愈快;碱度或酸度愈高,胶凝时间相对减慢。如含3.5% SiO2的水玻璃溶液,在pH值为5.7-9.3时迅速胶凝,但在pH值10.2以上或pH值4.0以下,可以稳定4-6小时而不胶凝,当pH值降至2.0以下时,其胶凝时间可以增至约100小时以上。
  • 浓度:浓度降低,胶凝速度相对减慢。如SiO2浓度降至1.5%左右,在pH值为4.0时其胶凝时间可以延长到40小时以上。
  • 温度:温度升高,胶凝时间缩短。如在室温25℃和35℃时,含3.5% SiO2的硅酸胶凝时间分别为6小时和8小时。因此,制备PSAF絮凝剂,首先需要实验确定并选择适宜浓度的硅酸溶液,使其在适宜pH值和一定温度、时间范围内进行聚合反应而达到极限粘度值。
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