CN1035473C - 固体型聚合硫酸铁的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种固体型聚合硫酸铁的生产方法，以硫酸亚铁为原料，经氧化、聚合反应制成产品，其特征是将硫酸亚铁原料在80℃干燥脱水后得一水硫酸亚铁，冷却后用稀硝酸作氧化剂静置氧化2小时后，再加热升温150℃至氧化终点得中间物，再加入原料用量28-30%的硫酸溶液和1-3‰的催化剂混合均匀，出料密封包装，常温下聚合得固体型聚合硫酸铁产品。本发明工艺简便，投资少；能耗低，产效高，无三废排放，产品质量稳定，广泛应用于生活饮用水、工业污水和城市废水、污泥脱水等净化处理。

Description

本发明涉及一种固体型聚合硫酸铁的生产方法，其产品是一种高效净水剂，可净化生活饮用水、处理工业污水、城市废水、污泥。

常用的净水处理剂有硫酸铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等，八十年代液体型的聚合硫酸铁得到应用，这些净水剂都存在某些缺点，如对色度、重金属离子、SS、CODcr、BOD、和放射性物质等脱除效果较差；铝盐系列的净水剂应用于生活饮用水处理带入大量的Al³⁺、Cl^-离子，这些离子对人体是有害的。有的使用量较大，溶水性能较差，有的性能不稳定。

近年来，国内外都在研究试制固体型聚合硫酸铁，所采用的工艺路线各不相同，如美国《化学文摘》74953e和100∶88152t的报导，前者是用硫酸亚铁在碳酸钠存在下调节一定碱化度后，用空气氧化，温度经650℃、634℃、270℃三个阶段得产品；后者氧化温度经60℃、85～90℃、180～200℃三个阶段的控制，用硫酸调节聚合得产品，两者均存在中间物性能难以控制和产品性能不稳定的问题。

国内生产方法有①中国专利CN89105193.8“用于净化水的聚合铁生产方法”，是将经空气氧化所得的液体聚合硫酸铁浓缩固化得到固体聚铁，因而投资费用高，产品性能不稳定；②中国专利CN8910236.6、“水处理用碱式硫酸铁混凝剂”是高温空气氧化加硫酸聚合得到固体聚铁产品，其能耗大，投资费用高，产品性能不稳定，混凝效果差；③中国专利申请号91109828.3“固体硫酸聚铁的生产方法”，用空气氧化经500～600℃温度得到中间体，在调聚剂存在下用硫酸调聚，再经陈化得到固体硫酸聚铁产品，同样能耗大，需回转炉、聚合釜等设备，投资也大，生产成本高，中间物相当于氧化铁红，调聚与陈化时间长，产品性能不稳定，混凝效果差。

鉴于上述诸多方法的不足，本发明提出一种改进的生产方法，以便降低能耗和生产成本，提高产品的质量。

得到固体硫酸聚铁产品，同样能耗大、需回转炉、聚合釜等设备，投资也大，生产成本高，中间物相当于氧化铁红，调聚与陈化时间长，产品性能不稳定，混凝效果差。

鉴于上述诸多方法的不足，本发明提出一种改进的生产方法，以便降低能耗和生产成本，提高产品的质量。

本发明工艺过程是将七水硫酸亚铁(谷称绿矾)在干燥室内经60-90℃的热空气干燥脱水，同时伴有部分氧化，得一水硫酸亚铁(FeSO₄·H₂O)，降至室温后转入氧化器，通入稀硝酸，其用量为原料的6-10％，常温下静态氧化1-2小时后，再加热升温至125-150℃得黄棕色中间物，中间物粉碎后再转入聚合锅加入硫酸溶液，硫酸溶液用量为七水硫酸亚铁的28-30％，搅拌均匀，再加入催化剂1-3％。混合均匀后出料，物料密封包装，室温静置36-48小时得固体聚合硫酸铁产品。

催化剂是用NaClO、H₂O₂(30％)和KCl配制而成，各组分的重量比分别为1∶(1-2)∶(3-4)。

本发明所得的产品与湿法生产的产品相比，粘性小，不潮解，性能稳定。

本发明同现有技术相比具有下列优越性：1、氧化反应是在150℃以下进行，不需高温回转炉等设备，因此既节省投资，又降低能耗，而且容易控制，生产成本低，只为碱铝的50％左右。2、工艺路线简便，产效高，转化率高于85％，聚固时间短。3、产品性能稳定，放置一年不降低净水混凝效果，经它处理的生活饮用水，符合《国家生活饮用水卫生标准》。

下面结合实例对本发明做进一步说明：

称取七水硫酸亚铁1000kg，加热升温至80℃，干燥脱水1小时后，得一水硫酸亚铁，冷却后转入氧化器，通入稀硝酸100kg，静置氧化2个小时后，加热升温150℃至反应终点得黄棕色中间物(检测分析：取少量物料溶于50ml水中，用1N NaOH溶液滴定至无墨绿色沉淀生成)，氧化度达90％以上，降温后，中间物转入聚合锅中，通入硫酸溶液300kg，加入由NaClO、H₂O₂和KCl配制而成的催化剂1.5kg，混合均匀出料，密封包装，室温静置36小时即得固体聚合硫酸铁，产品置干燥、阴凉、避光、避热处贮存。催化剂配方重量比为：NaClO∶H₂O₂(30％)∶KCl＝1∶(1-2)∶(3-4)。

本发明方法所得产品其质量标准如下：序号  项目名称                      质量标准1     全铁(以Fe³⁺)含量(％)≥       18.52     还原性物质(以Fe²⁺)含量(％)≤ 0.153     碱化度(％)                    9-144     pH值(1％溶液)                 2.0-3.05     砷(As)含量(％)≤              0.00086     重金属(以pb计)含量(％)≤      0.00157     不溶物含量(％)≤              0.50

产品经应用于生活饮用水净化，其特点是用量少(为硫酸铝的1/4-1/3)，混凝能力强，形成矾花颗粒，粒径、比重大，沉降速度快，表现出优良的混凝效果，与其他无机絮凝剂相比，具有较高的净化能力。出水水质符合《国家生活饮用水卫生标准》；经应用于造纸、印染、造漆、制革、食品、化工、医药等多种行业的工业污水、废水的处理，效果更为显著，出水能达到国家工业污水，废水排放标准。

本产品经省卫生防疫站，按我国工业毒物急性分级标准，急性毒性试验，经口LD₅₀(小鼠经口)＞10.0g/kg，属实际无毒。

Claims (2)

1、一种固体型聚合硫酸铁的生产方法，经七水硫酸亚铁(谷称绿矾)为原料，本发明的特征是：将七水硫酸亚铁原料在60-90℃干燥脱水后得一水硫酸亚铁，在常温下用原料重量6-10％的稀硝酸静态氧化1-2小时，再加热升温至125-150℃得黄棕色中间物；中间物粉碎后转入聚合锅，加入相当原料用量28-30％的硫酸溶液搅拌均匀，再加入由NaCLO、H₂O₂和KCl组成的催化剂1-3‰混匀，密封包装，常温下静置36-48小时，即聚合得固体聚合硫酸铁。

2、根据权利要求1所述的生产方法，其特征是催化剂配方重量比为NaClO∶H₂O₂(30％)∶KCl为1∶(1-2)∶(3-4)。