聚合硫酸鐵(簡稱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??捎糜谌コ袧岫?、脫色和污泥處理。然而,液體聚鐵的pH值較低,運輸成本較高。另一方面,液體聚鐵在儲存過程中不穩(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℃時除去大部分水分。當硫酸亞鐵顏色發(fā)生變化時,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。
氧化劑的用量對于產(chǎn)品質(zhì)量指標有很大影響,雙氧水氧化硫酸亞鐵會反應(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,當氧化劑加入不足時,F(xiàn)e2+不能完全氧化為Fe3+,從而影響產(chǎn)品性能,通過試驗氧化劑用量為130%-150%時產(chǎn)品性能較好。
硫酸在整個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。硫酸適當增加用量會提高合成反應(yīng)速度,但用量太大會使亞鐵離子氧化不完全,導(dǎo)致合成失敗,硫酸量不夠時,氧化后的三價鐵離子會發(fā)生水解,生成高價羧基鐵絡(luò)離子,其中羧基相互交聯(lián)成為聚合硫酸鐵。試驗表明,當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,聚合硫酸鐵產(chǎn)品性能達標。
反應(yīng)時間太短時會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)試驗表明,反應(yīng)時間為4h時,F(xiàn)e2+測定幾乎為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)品各項性能指標為:鹽基度平均為11.8%,全鐵含量平均21.5%,各項指標均符合國標規(guī)定。