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聚合硫酸铁的生产工艺研究进展

发布时间:2021年8月15日     点击数:659

聚合硫酸铁的生产方法主要有直接氧化法、催化氧化法和微生物催化氧化法。实际生产中以催化氧化法为居多,所用催化剂主要有硝酸,亚硝酸钠等。本文介绍了我国聚合硫酸铁生产工艺的研究进展。

河南爱尔福克化学股份有限公司许志远等开发出一种利用钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法。将钛白粉生产副产物硫酸亚铁配置成浓度为600~650g/L的溶液,升温至70~85℃,用氢氧化钠溶液将硫酸亚铁溶液的pH提高到4~6,加入硫化亚铁粉末,在70~85℃下反应1~3h;将反应结束后的溶液降温至40~45℃,加入絮凝剂后进行过滤,得到滤渣和硫酸亚铁滤液;对滤液进行酸化处理,得到pH为1~2.5的混合液;强力搅拌条件下加入氧化剂,40~70℃反应1~3h,得到聚合硫酸铁。该方法工艺简单,所制备的聚合硫酸铁混凝剂的混凝效果好,浊度去除率可达96.5%;同时,该方法可有效处理钛白粉生产过程中的副产物,实现双赢。

常州清流环保科技有限公司韩晓刚等开发出一种聚合硫酸铁制备方法。酸性亚铁溶液在催化剂、辅助催化剂和氧化剂作用下制得聚合硫酸铁,所述辅助催化剂为尿素。该方法以酸洗废液为原料,实现了废弃物资源化利用,尿素氧化生成二氧化碳和氮气能够达到无残留、无排放的目的,符合绿色环保要求,且使用尿素为助催化剂可大大提高生产效率。

深圳市长隆科技有限公司李杨等采用七水硫酸亚铁、氯酸钠和浓硫酸等进行反应制得聚合硫酸铁液体,然后通过加入黏度为200~10000Pa·s聚环氧氯丙烷二甲胺和白水泥后进行陈置固化,得到聚合硫酸铁固体。与现有固体聚合硫酸铁生产工艺相比,该方法不需要干燥和加热设备,可节约1/3的生产成本;所得到产品的矾花更大、沉降快;所得产品具有脱色效果好、总磷和COD去除率高、对水体pH影响小等特点。

兰州理工大学白银新材料研究院贠宏飞等开发出一种固体聚合硫酸铁制备方法。将工业七水硫酸亚铁加入反应釜中,开启搅拌后以喷淋方式加入质量浓度为93%的浓硫酸;于90~100℃加热除去七水硫酸亚铁中的部分结合水;1~1.5h后加入清洁氧化剂,于50~100℃反应0.5~3h,直至二价铁完全氧化,得到红褐色液体;将红褐色液体全部移至陈化室,静置0.5~1d后得到沉淀物,该沉淀物经干燥、粉碎至120目即得固体聚合硫酸铁粉末。该方法生产成本低廉、操作流程简单、生产效率高。所得产品溶解度高,溶解速率快,不仅能进化污水,也能净化饮用水。

常州清流环保科技有限公司韩晓刚等开发出一种固体聚合硫酸铁生产方法。将硫酸亚铁脱除水分后与高锰酸钾混合,然后进回转窑中焙烧,得到硫酸铁氧粉,再将硫酸铁氧粉与硫酸溶液拌匀,并加入膨化剂,熟化后即得到固体聚合硫酸铁成品。该方法直接采用焙烧方法将硫酸亚铁中的二价铁转化为三价铁,且高锰酸钾在焙烧温度下分解产生氧气,不仅能够直接氧化硫酸亚铁中的二价铁,而且使得硫酸亚铁物料蓬松,有利于外界空气进入物料内部,提高氧化速率,也避免了使用硝酸、双氧水进行氧化而造成的氮氧化物排放;另外,高锰酸钾分解产生的二氧化锰即可作为强氧化剂,又可在硫酸铁氧粉与硫酸溶液反应过程中作为催化剂,促进二价铁充分氧化及硫酸铁的聚合。

蓝保(厦门)水处理科技有限公司陈嘉宾等开发出一种高效高浓聚合硫酸铁生产工艺。在不经过催化氧化过程和不增加大量工艺设备的情况下,利用钢材酸洗副产的氧化铁红和工业废硫酸反应,通过负压增效浓缩工艺生产高效高浓的液体聚合硫酸铁,以达到资源化利用,替代固体产品。该制备方法简单实用,易操作,制得的高效高浓液体聚合硫酸铁与固体产品净水效果接近1∶1,设备投入低,适合工业化生产。利用副产的氧化铁红和工业废硫酸,避免催化氧化过程带来的其他问题,降低了生产成本。

在生产技术上,聚合硫酸铁今后的发展方向是进一步开发新技术,降低生产成本,扩大生产原料来源,尽快将现有研究成果产业化,实现规模生产,变废为宝,减轻对环境的影响。加快固体聚合硫酸铁技术的研究开发,以便提高运输效率和安全性能。

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