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广东麻将聚合硫酸铁液体聚合硫酸铁
发布时间发布时间:2020-11-27 21:50

  聚合硫酸铁液体聚合硫酸铁_化学_自然科学_专业资料。液态硫酸聚铁的制备工艺研究 蹇友纯 一、综述 聚合硫酸铁是一种新型无机高分子絮凝剂,广泛用于各种工业污水的混凝净化处理。本 文采用直接氧化法制备液态硫酸聚铁,考察了氧化剂用量,

  液态硫酸聚铁的制备工艺研究 蹇友纯 一、综述 聚合硫酸铁是一种新型无机高分子絮凝剂,广泛用于各种工业污水的混凝净化处理。本 文采用直接氧化法制备液态硫酸聚铁,考察了氧化剂用量,氧化温度,浓硫酸用量,氧化剂 加入速度,反应时间和产品稳定性等因素对聚合硫酸铁合成的影响, 并制备出产品质量稳定, 总铁含量和盐基度均符合行业标准和国家标准的产品。 关键词:聚合硫酸铁;盐基度;絮凝性 1.1 聚合硫酸铁的性质 铁盐和铝盐都是传统无机盐类絮凝剂, 具有相似的水解,聚合行为。对铁盐 水解过程的研究表明,铁离子的稳定溶胶也能通过加碱方式制备。日本三上八州 家等研究开发了聚合硫酸铁(PFS),于 1974 年申请了首个专利,20 世纪 80 年代在 水处理中得到广泛应用,取得了良好的效果[1]。PFS 是在硫酸铁分子族的网状结构 中插入羟基后形成的一种无机高分子絮凝剂,可有效去除水中的悬浮物、有机物、 硫化物、亚硝酸盐、胶体及金属离子。PFS 具有除臭、破乳及污泥脱水等功能, 对浮游微生物也有较好的去除作用。PFS 处理含油污水的效果远比硫酸亚铁显著, 且对金属设备的腐蚀性较小,但产生的污泥量较多、出水带色。 因聚合硫酸铁在水中水解后可产生多种高价的多核铁离子,对水中悬浮物胶 体颗粒进行电中和,降低ζ电位,使水中胶体颗粒脱稳而相互凝聚,同时产生吸 附、架桥交联等作用。因聚合硫酸铁的混凝性能优良,形成的矾花粗大密实,沉 降速度较聚合氯化铝要快,出水浊度低,对 BOD 的去除率高达 90%以上,不含铝、 氯及其他杂质离子等有害物质。Qybkscl 聚合硫酸铁适用的源水 PH 值范围宽 4-11,最佳效用 PH 值为 6-9。聚合硫酸铁对低温高浊水的净化效果尤佳。相关 国家标准 GB14591—2006。 聚合硫酸铁(PFS)也称碱式硫酸铁或羟基硫酸铁,其分子式一般可表示为 [Fe2(OH)n(S04)3- n/2]m[2]。它是硫酸铁在水解一絮凝过程中的一个中间产物。液 体 聚 合 硫 酸 铁 本 身 含 有 大 量 的 聚 合 阳 离 子 , 如 [Fe3(0H)4]5+ 、 [Fe6(OH)12]6+ 、 [Fe4(OH)4]6+,其在水溶液中存在着[Fe(H20)6]3+、[Fe2(H20)3]3+、[Fe(H20)2]3+等。 聚合硫酸铁作为一种新型无机高分子絮凝剂,聚合硫酸铁同传统的无机盐类混凝 剂相比,广东麻将有以下优点: (1)絮粒(絮凝体)形成速度快,颗粒密实,比重大,沉降速度快。 0 / 14 (2)对于各种废水中的 CoD、BoD、色度及重金属均有良好的去除效果。 (3)絮粒(絮凝体)同微生物的结合能力强,因而对浮游生物等微生物有良好 的去除效果。 (4)在应用过程中,原水水温及 pH 值适应范围较广。 (5)能降低出水中亚硝氮及铁的含量。 因具有优越的净水性能倍受水处理界的青睐,已广泛应用于各种工业废水和 城市污水处理。相比传统的铝系絮凝剂而言,PFS 在反应过程中无离子水相转移 和残留积累,使用更方便、价格更便宜、用量更省。但现在工业上催化氧化生产 PFS,由于技术落后、设备简陋,污染大。研究表明:优化制备工艺条件,并且研究 出一种成本低廉的聚合硫酸铁生产工艺有广泛的应用前景[3] 。 1.2 国内外生产聚合硫酸铁的制备方法 聚合硫酸铁的制备主要有直接氧化法法和催化氧化法[4]。大多数 PFS 的制备 采用直接氧化法,此法工艺路线较简单,用于工业生产可以减少设备投资和生产 环节,降低设备成本,但这种生产工艺必须依赖于氧化剂,如:H2O2、KClO3、HNO3 等无机氧化剂。催化氧化法一般是选用一种催化剂,利用氧气或空气氧化制备聚 合硫酸铁。以下是制备聚合硫酸铁的具体操作方法[5,6,7,8,9]: (1)双氧水氧化法:双氧水(H2O2)在酸性环境中是一种强氧化剂,可以将亚 铁氧化成三价铁从而制得聚合硫酸铁: 2FeSO4 + H2O2 + (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 + (2-n)H2O 制备过程中,按照生产量和所需要的盐基度,在反应釜中加入硫酸亚铁、水和 硫酸混合,当温度升高到 30~45℃时,在搅拌过程中,通过加料管在釜底缓慢加入 H2O2。H2O2 很快将亚铁氧化成三价铁,取样分析待亚铁浓度降至规定浓度时,停止 反应。 利用本法生产聚合硫酸铁,具有设备简单、生产周期短、反应不用催化剂、 产品不含杂质、稳定性高等特点。但反应过程中, 有 H2O2 在分解时形成 O2 气放 出在无催化剂时,起不到氧化作用。要减少 O2 的产生,需要控制 H2O2 的投加速度 制备工艺为间歇式操作,影响生产效率。H2O2 成本比较高,它增加了聚合硫酸铁 的生产成本,不利于工业化生产。 (2)氯酸钾(钠)氧化法:氯酸钾是广泛应用于炸药和火柴工业的强氧化剂, 同样可以将亚铁氧化成三价铁: 1 / 14 6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 + 3(1-n)H2O + KCl 制备时,将硫酸、硫酸亚铁和水按比例加入反应釜中,在常温或稍微高温度下, 搅拌中加入氯酸钾。检验亚铁离子减少到规定浓度即可结束。 该法生产工艺简单,设备投资少,产品稳定性好,反应效率高,无空气污染。产 品中含有氯酸盐,可兼作混凝与杀菌剂。但制品中残留有较高的氯离子和氯酸根 离子,不宜于饮用水处理。同时,由于氯酸钾价格昂贵,产品成本高。 (3)次氯酸钠氧化法:次氯酸钠属于碱性氧化剂,其氧化还原电位较高,理论 上能将亚铁氧化成三价铁: 2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4 + 2H2O + Cl2 生产的氯气仍为氧化剂,可以将亚铁氧化成三价铁。但氯气会有少量以气体 形式逸出而浪费掉,不能充分利用。同时也会造成环境污染,曾加后处理工序。次 氯酸钠是碱性氧化剂,制备聚合硫酸铁时,为了降低 pH 值, H2SO4 的用量较高

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