液体聚合硫酸铁的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。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:
(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:
6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(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。用该法制备的聚合硫酸铁稳定性差,不宜长期保存。
(4)硝酸氧化法:硝酸为中强氧化剂,与亚铁反应如下:
FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2
反应生成的NO2又可以起到氧化作用,因而HNO3的氧化效率高。
该法是以工业硫酸亚铁为原料,采用工业硫酸氧化后以工业浓硝酸氧化。FeSO4:HNO3为1:(0.20~0.30):(0.10~0.32),加入水量小于以上三者总量的20%,于0.1~0.2MPa下,搅拌中通入充足的空气或氧气,于50~70℃氧化,102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以内。
用HNO3氧化时,成本比较低,反应周期短。所得产品浓度高,易于制成固体产品。若选用工业一级品原料,所得产品可用于饮用水处理。但反应中生成的NO2,会造成环境污染,需增加专门吸收装置予以处理。
综上所述,直接氧化法虽然工艺简单,操作简便,但存在氧化剂用量大,成本高,氧化剂引入的离子需分离出去,反应中产生的有害气体需专门设备吸收处理等问题,因而难于在工业化生产中普及和应用。但实验研究中需要少量的聚合硫酸铁时采用此类方法制备简单易行。
(5)催化氧化法:聚合硫酸铁在工业生产中多采用催化氧化法。
即以硫酸亚铁及硫酸为原料,借助催化剂(NaNO2)的作用,利用氧化剂使硫酸亚铁在酸性介质中被氧化成三价铁离子。然后用氢氧化钠中和,调整碱化度进行水解,聚合反应制得聚合硫酸铁。
可以加冷却水或加温水都是可以的。
氧气法生产聚合硫酸铁的原理与双氧水等的生产原理相同,同样是与硫酸亚铁、硫酸发生氧化反应。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。
生产工艺聚合硫酸铁根据用氧气氧化硫酸亚铁反应的特点,我们采用了耐腐蚀材料制成反应塔,利用混合液体在塔内流动时形成的巨大比表面积,加强气体的吸收,从而加快反应速度。利用反应塔进行生产既可以在常压,也可以在低压条件下进行,生产操作既安全又方便。
聚合硫酸铁 的生产过程如下:按比例将硫酸亚铁、硫酸和水加入溶解槽中,升温至65~80℃,一用耐腐蚀泵将溶液打人反应塔内,调节液体流量,使液体处于循环状态,同时向塔内加入氧气和催化剂,混合液即发生催化氧化聚合反应。聚合硫酸铁 反应过程中可以通过溶解槽夹套用蒸汽加热,并不断对反应液中的亚铁离子进行监测,待亚铁离子完全氧化后,反应结束,将液体聚合硫酸铁成品输送到成品池。在反应过程中杂质被过滤器滤掉,不会对设备带来磨损腐蚀问题。另外反应结束后,未反应的酸性气体进入反应塔,用于下批物料的生产,从而提高了聚合硫酸铁 原料的利用率,解决了污染问题,具体聚合硫酸铁的分类至http://www.cl39.com望采纳。
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聚合硫酸铁性能和用途,聚合硫酸铁是一种新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂,主要用于净水效果优良,水质 好,不含铝、氯及重金属离子等有害物质,亦无铁离子的水向转移,无毒,无害,安全可靠, 除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著等。也用于工业废水处理,如印染废水等,在铸造、造纸、医药、 制革等方面也有广泛应用。
产品简介:
聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效无机高分子絮凝剂。固体为淡黄色无定型粉末状。固体产品具有较强的吸湿性。聚合硫酸铁凝聚性能好,化学性质稳定,沉降速度快.适用PH值范围广,能广泛用于生活饮用水、各种工业用水、工业废水、城市污水的净化处理。美狮环境科技有液体聚合硫酸铁、固体聚合硫酸铁。
用途:水处理
聚合硫酸铁广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理,化工、石油、矿山、造纸、印染、酿造、钢铁、煤制气、油漆、皮革、制药、食品、电镀等行业的工业废水和城市生活污水的净化、污泥脱水处理。
聚合硫酸铁 使用方法
1、使用前.将聚合硫酸铁按一定浓度(10-30%)投入溶矾池,注入自来水搅拌使之充分水解,静置至呈红棕色液体,再兑水稀释到所需浓度投加混凝。水厂亦可配成2-5%直接投加,工业废水处理直接配成5-10%投加。
2、投加景的确定,聚合硫酸铁的投加量计算,根据原水性质可通过生产调试或烧坏实验视矾花形成适量而定.制水厂可以原用的其它药剂量作为参考,在同等条件下聚合硫酸铁与固体聚合氧化铝用量略低,是固体硫酸铝用量的1/3-1/4。如果原用的是液体产品,可根据相应药剂浓度计算酌定。
3、使用时,将上述配制好的药液,泵入计量槽,通过计量投加药液与原水混凝。
4、一般情况下当日配制当日使用,配药需要自来水,稍有沉淀物属正常现象。
聚合硫酸铁 产品性能:
1.高效:聚合硫酸铁是复合型高分子聚合物,分子结构庞大,吸附能力强,净水效果优于所有传统的无机净水剂;
2.快速:投入原水后形成的絮凝体大,沉淀速度快,活性高,过滤性好;
3.适应性强:对各种原水的适应性强,对水的PH值影响极小(PH值4-11)。不论原水浊度高低,废水污染物浓度大小,其净化效果显著;
4.用量少:对设备、聚合硫酸铁对管道无腐蚀性,操作方便,投药量小,净化成本低。
用碰选硫铁矿烧渣原料经硫酸溶解、氧化、水解、聚合产品聚合硫酸
通交
实验佳工艺参数产品已实现工业化产并用于工业用水净化效良
关键词
垡_互渣鍪全堕煞盐产水处理
b
I』
1
前富
聚合硫酸铁(PFS)种高效机铁系
絮凝剂其式[F
(OH)
(SChh-
]
自70代问世已广泛用于甩水、
工业甩水净化及工业废水、城市污水、污
泥处理等面
该产品具毒、絮凝能力
强、絮凝oH值范围宽、投药量少及本低等
特点??
我通实验室研究利用武汉硫
酸厂硫铁矿烧渣.摸索套产聚合
硫酸
新工艺该工艺特点:
a.
原料源广泛价格低廉
b.
产工艺简单靠操作便产
周期短
c.
能耗极低整程需要外界
供热降低产本
d.
产品质量经检测析产品质量
指标完全达化工部标准HG2153-91要
求
2
PFS产工艺
2.1
PFS制备原理
武汉硫酸厂硫铁矿烧渣经磁选全
铁含量高达60%左右其组见表1
表1
磁选烧渣化组
用H2SO,溶解磁选硫铁矿烧渣
害Fe2(SO,)3:FeSO4溶液氧化剂
作用FeSO4氧化Fe2(SO4)3.
进行水解、聚合等反应粘稠状红褐色
透明液体聚合硫酸铁其化反应程
式:
04+4H28(h
~
Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
Fe203+3H2SO4F电(Sq
)3+3H2O
FeS
堕
Fe2(
)3
Fe2(SO4)3+nH20
~
Fe2(OH)
(SO4)n/2+(n/2)H2SO4
m[Fe2(OH)
(s04)
2]
-
-
[F~2(OH)
(SOD
2]
2.2
PFS产工艺流程
PFS产工艺流程图1所示
硫酸术
氧化剂
术
怪l
洗强水
l
2.2.1
酸溶
按要求配比定量硫铁矿烧渣、水、
硫酸加入菖崾应釜同进行搅拌硫酸
硫酸_工业1996第2期
加入速度视反应激烈程度调整防
止料液溢或喷发
控制反应温度100~
120℃
反应间约1~1
5
h酸溶程即
完
2.2.2
氧化、聚合
酸溶反应完适补加少量水稀释
料液.控制总铁浓度定范围内待物料
温度降至60'(2左右加入氧化剂使亚铁离
氧化同进行聚合反应通控制氧化
剂加入量加入速度使整氧化、聚合
程反应温度始终控制60℃
左右间约
1h料液密度、全铁亚铁含量及pH值
均达标准即停止搅拌
2.2.3
滤
料液滤、离粘稠状红褐色透
明液体-
-
聚合硫酸铁产品送入品槽
用水洗涤滤渣洗涤水返反应釜收使用
2.3
佳工艺参数探讨
量实验基础我发现影响聚
铁产品质量主要素:硫酸与硫铁矿烧
渣比例:氧化、聚合反应温度及间
控制硫酸与烧渣比倒关键于保
证聚铁盐基度(聚合硫酸铁OH与1/3
Fd’间质量比)其比值通调节
H2SO,加入量控制加入量
少则体系酸度太低使部Fd
水解析
Fe(OH)
沉淀溶液变混浊加入量
则聚合产品盐基度达要
求且净水效
氧化、聚合温度若太低则砭应速度
慢使产周期延若温度太高则Fe
水解同析Fe(OH)沉淀我实
验室进行交实验结表明佳工艺参
数:
硫酸:硫铁矿烧渣(干)=1.卜1.2
氧化、聚合反应温度
60~65℃
氧化、聚合反应间
约l
h
2.4
产品质量
由该工艺制PFS产品质量完全符
合化工部标准HG2153-91具体见表2
表2
产品主要性能指标
41
·
3
应用
3.1
工业产概况
试基础.我武汉硫酸厂进
行工业试产结表明本工艺技术熟
靠所聚铁产品质量基本与试结
致
3.1.1
主要产设备
搪瓷反应釜(1.5m
)
台
锈钢离机
台
聚四氟泵
台
3.1.2
产本
聚铁产品产本见表3
表3
每吨产品本核算
3.1.3
预期经济效益析
该装置设计产能力1
000
t/a按每
吨聚铁售价650~700元计产值达65
~
70万元预期利税达25万元左右
3.2
用PFS净化工业用水
武汉硫酸厂工业用水原用聚合氯化铝
2、聚合氯化铝处理过程中对水温变化的影响较大,温度低的情况下絮凝效果会变慢,形成的矾花也变小,导致沉淀效果不好,温度无法去除。而聚合硫酸铁在低温除浊的应用上效果非常好,并用不会残留铁离子反应完全将悬浮物彻底去除。
3、聚合硫酸铁比聚合氯化铝除磷效果要好,水中的氯离子也会降低铝盐的絮凝反应,两种药剂的投加都会相应降低水体的碱化度,但聚合氯化铝因碱化底要高于聚合硫酸铁,固聚铝效果要差于聚铁。
4、聚合硫酸铁处理成本成本低廉,同等效果的处理标准,聚合硫酸铁的投加量是聚合氯化铝的50%,所以处理费用可节省20—50%。且聚合硫酸铁处理后的污泥更加紧密且量小,过滤性比聚铝处理后污泥要好,也相应减少了污泥的处理成本。
需要聚合氯化铝吗?我是广东的聚合氯化铝生产厂家。