聚合硫酸鐵(簡(jiǎn)稱PFS)是水處理中常用的絮凝劑之一。它具有礬花大、絮體沉降快等優(yōu)點(diǎn)??捎糜谌コ袧岫取⒚撋臀勰嗵幚?。然而,液體聚鐵的pH值較低,運(yùn)輸成本較高。另一方面,液體聚鐵在儲(chǔ)存過程中不穩(wěn)定,容易分解和混濁,導(dǎo)致性能顯著下降。
聚合硫酸鐵生產(chǎn)制備工藝:
在大量研究基礎(chǔ)上,以固體硫酸亞鐵和硫酸為原料,將硫酸亞鐵脫水,過氧化氫氧化,硫酸部分中和聚合得到固體聚合硫酸鐵。 將一定量的硫酸亞鐵晶體裝入表面皿中,然后放入恒溫鼓風(fēng)箱中,在102℃時(shí)除去大部分水分。當(dāng)硫酸亞鐵顏色發(fā)生變化時(shí),將硫酸亞鐵移出恒溫鼓風(fēng)箱,加入三口燒瓶中。保持一定的溫度。攪拌下加入過氧化氫氧化。經(jīng)過一定時(shí)間后,得到堿式硫酸鐵。將所需硫酸按一定比例加入攪拌聚合。通過在減壓條件下蒸發(fā)液體聚合物中的水,可以得到淡黃色固體。
氧化劑的用量對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有很大影響,雙氧水氧化硫酸亞鐵會(huì)反應(yīng)放出大量的熱,因此在氧化過程中溫度較低的情況下降過氧化氫慢慢滴入,當(dāng)氧化劑加入不足時(shí),F(xiàn)e2+不能完全氧化為Fe3+,從而影響產(chǎn)品性能,通過試驗(yàn)氧化劑用量為130%-150%時(shí)產(chǎn)品性能較好。
硫酸在整個(gè)聚合硫酸鐵合成過程中主要作用為反應(yīng)原料和決定體系的酸度。硫酸適當(dāng)增加用量會(huì)提高合成反應(yīng)速度,但用量太大會(huì)使亞鐵離子氧化不完全,導(dǎo)致合成失敗,硫酸量不夠時(shí),氧化后的三價(jià)鐵離子會(huì)發(fā)生水解,生成高價(jià)羧基鐵絡(luò)離子,其中羧基相互交聯(lián)成為聚合硫酸鐵。試驗(yàn)表明,當(dāng)溶液中硫酸根離子總量和總鐵量的摩爾比介于1.35-1.48之間時(shí),聚合硫酸鐵產(chǎn)品性能達(dá)標(biāo)。
反應(yīng)時(shí)間太短時(shí)會(huì)不能完全生成堿式硫酸鐵,從而影響聚合效果,導(dǎo)致產(chǎn)品鹽基度過低,處理廢水絮凝效果差,沉降速度慢,經(jīng)試驗(yàn)表明,反應(yīng)時(shí)間為4h時(shí),F(xiàn)e2+測(cè)定幾乎為0,并且COD去除率在70%以上。
通過較佳條件下按照上述步驟制備固體聚合硫酸鐵,得到的產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)為:鹽基度平均為11.8%,全鐵含量平均21.5%,各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)標(biāo)規(guī)定。