鐵系高分子絮凝劑的合成方法

1、鐵系高分子絮凝劑的合成方法摘要：鐵系高分子絮凝劑是水處理、化工、輕工、礦山、冶金等部門廣泛使用的藥劑。鐵系高分子絮凝劑具有耗量少、效率高、值適用范圍寬、水中殘留鐵離子少、水解產(chǎn)物脫水性能優(yōu)良等特點(diǎn)，因此它的應(yīng)用日趨廣泛。關(guān)鍵詞：絮凝劑聚合鐵聚合鐵是一種由鐵鹽預(yù)制的中間水解產(chǎn)物，屬于水溶性無機(jī)高分子物質(zhì)，溶于水后產(chǎn)生大量的高電荷聚合陽離子，如2()3+3、2()4+2、3()5+4等羥基橋聯(lián)形成的各級(jí)多核絡(luò)合鐵離子。因此具有很強(qiáng)的中和懸浮顆粒上的電荷才能，使之脫穩(wěn)并生成較大顆粒的絮凝體，同時(shí)也因其具有很大的比外表積和很強(qiáng)的吸附才能，對(duì)污水中乳化油有良好的破乳效果，對(duì)重金屬、臭味和色素也有較強(qiáng)的吸

2、附才能，使用時(shí)顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性，因此它的應(yīng)用廣泛。鐵系高分子絮凝劑開發(fā)最早的國家是日本，1976年日本就有專利申請(qǐng)。到了80年代，日本的古河礦業(yè)公司和日鐵礦業(yè)公司分別建起了年產(chǎn)萬噸的工業(yè)消費(fèi)裝置。此后相繼有前蘇聯(lián)、美國、德國等許多國家申請(qǐng)了專利。國內(nèi)開發(fā)鐵系高分子絮凝劑最早的是化工部天津化工研究院。他們開發(fā)了聚合硫酸鐵()，以后又有沈陽化工學(xué)院、上海冶金設(shè)計(jì)研究院、冶金環(huán)保研究所等也開發(fā)成功了鐵系高分子絮凝劑。現(xiàn)就聚合鐵鹽的合成方法進(jìn)展概述。1單組分型鐵系高分子絮凝劑的合成方法1.1聚合硫酸鐵()的合成方法聚合硫酸鐵又稱堿式硫酸鐵，它是一種高效新型水處理劑，廣泛用于飲用水、工業(yè)廢水、城市污

3、水的處理。聚鐵與傳統(tǒng)的三氯化鐵、硫酸鐵等凈水劑相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：1具有優(yōu)良的凝聚性能，絮凝體形成速度快，密集器質(zhì)量大，沉降速度快，尤其對(duì)低溫低濁水有優(yōu)良的處理效果。2適用水體范圍廣。3具有較強(qiáng)的去除水中、及重金屬離子的才能，并有脫色、脫臭、脫水、脫油等成效，殘留的鐵離子少。4使用時(shí)，腐蝕校其制備方法很多，按其原料來源大致可分為以下幾種：1.1.1利用鈦白粉消費(fèi)中的副產(chǎn)物消費(fèi)在用硫酸法消費(fèi)鈦白粉(2)的過程中有副產(chǎn)物FeS4生成。將酸性溶液中的FeS4，在催化下，用空氣氧化成三價(jià)鐵離子，然后與NaH中和，調(diào)整堿化度，使其發(fā)生聚合反響，可得到鹽基度為65.85%的，其反響式為：2FeS4+N2+H

4、2S4=Fe2(S4)3+N+H22N+2=2N2Fe2(S4)3+n(H)=Fe2(H)2(S4)3-n/2其中n2，101.1.2以工業(yè)硫酸廢液為原料消費(fèi)以工業(yè)硫酸廢液為原料，亞硝酸鈉為催化劑，按硫酸：硫酸亞鐵為(0.30.5)1的原料配比，在密閉的容器中，通入純氧(氧壓0.150.3)，于5590條件下反響1.52.0，即制得了。該過程采用純氧，大大降低了亞硝酸鈉的用量，縮短了反響時(shí)間。其反響式為：2FeS4+H2S4+2=Fe2(S4)3+2HFe2(S4)3+n(H)=Fe2(H)2(S4)3-n/2其中n2，101.1.3以磁鐵礦、菱鐵礦為原料消費(fèi)將磁鐵礦粉碎成一定粒度的粉末，按磁

5、鐵礦粉：硫酸為14的比例，加水?dāng)嚢璺错?4，在100103聚合1.52.5，制得液體的。在此液體中，參加0.5%0.8%(/)的氯酸鉀作為氧化劑進(jìn)展反響0.51，然后在120濃縮，可得到固體的產(chǎn)品。以菱鐵礦消費(fèi)時(shí)，首先將菱鐵礦粉碎成37的塊狀，然后參加水硫酸硝酸配比為100153的混酸，反響溫度為1840，反響48，就可得到。1.1.4由3+化合物直接消費(fèi)以23為原料，使23和稀硫酸(濃度20%)在90120，壓力0.3下反響15就制得；或使34與40%24加熱就會(huì)合成出Fe2(H)2(S4)3-n/2，其鹽基度由24的用量控制。1.1.5直接以硫酸亞鐵為原料消費(fèi)以FeS4為原料，亞硝酸鈉為催

6、化劑，在反響溫度為2070、壓力為490.3的條件下，直接合成。但此法的亞硝酸鈉消耗量大，反響中有2毒氣放出，并且氧化時(shí)間長(zhǎng)達(dá)17。后來有人對(duì)催化劑進(jìn)展了改良，以H22為氧化劑，按FeS4：H22為(1820)1配成氧化液，使氧化時(shí)間縮短為612。1.2聚合氯化鐵()的消費(fèi)方法在三氯化鐵溶液中逐滴參加溶液，控制堿化度在11%左右，可制得較純潔的聚合氯化鐵。工業(yè)上采用鹽酸處理廢鋼渣，浸出液在3作催化劑的條件下，通氧氣氧化，控制堿化度在11%左右，可制得聚合氯化鐵。另外，一種簡(jiǎn)便的方法就是在70處理3溶液就使3溶液聚合。也可以在1內(nèi)把3懸濁液添加到3和四聚磷酸鈉的混合溶液中，就得到穩(wěn)定的聚合氯化鐵

7、溶液。1.3聚合氯化硫酸鐵()的消費(fèi)方法1.3.1以次氯酸鈉為氧化劑的合成方法以硫酸亞鐵為原料，比例大約為：原料23%64%，水15%20%，催化劑2%8%，次氯酸鈉為氧化劑，充分?jǐn)嚢璺错?2，待靜止熟化后進(jìn)展過濾，即制得了聚合氯化硫酸鐵。1.3.2以氯氣為氧化劑的合成方法以硫酸亞鐵為原料，以氯氣為氧化劑，使二價(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子，然后以氫氧化鈉中和調(diào)整堿化度，同時(shí)參加氯化鈣作為穩(wěn)定劑，反響0.5就可得到聚合氯化硫酸鐵的液體產(chǎn)品。1.3.3以氧氣為氧化劑的合成方法利用鹽酸硫酸混合溶液處理廢鋼渣，溶液以氧氣為氧化劑，3為催化劑，用24控制/3+比值，控制產(chǎn)品堿化度在10.5%，待2+完全氧化

8、為3+后停頓反響，靜止冷卻至室溫，即可得成品。1.4聚合磷酸硫酸鐵()的制備方法以消費(fèi)鈦白粉的副產(chǎn)品七水硫酸亞鐵為原料消費(fèi)。根據(jù)硫酸亞鐵的量參加98%的濃硫酸和30%的H22后，在80反響2，然后定量加磷酸鈉在80反響30，即制得深紅棕色液體產(chǎn)品，液體產(chǎn)品在5060間烘干，可得固體產(chǎn)品。2復(fù)合型鐵系高分子絮凝劑的制備2.1聚合氯化鋁鐵()的制備利用煤矸石、鐵礦石或高鐵、鈦煤系高嶺巖為原料都可制得。這是一種新型鐵鋁復(fù)鹽類無機(jī)高分子混凝劑，它兼有鐵鹽和鋁鹽混凝劑的特性，反響速度快、形成絮凝體大、沉降快、過濾性強(qiáng)等；在為7.08.2范圍內(nèi)，除濁效果最正確。制備時(shí)將煤矸石粉碎、焙燒、用鹽酸浸取，在攪拌回流下加熱一定時(shí)間，冷卻、過濾、調(diào)聚合，可制得紅棕色的液體產(chǎn)品。的除濁效果、絮體的沉降性能和貯存穩(wěn)定性均優(yōu)于，并且對(duì)印染廢水有較好的除色、除味、除臭和消毒效果。2.2聚合硫酸氯化鋁鐵()的制備以鋁土礦、活性鋁酸鈣、鹽酸、硫酸等為原料可制得聚合硫酸氯化鋁鐵。詳細(xì)是將煤矸石粉碎、研磨、過篩、焙燒、酸浸，在攪拌回流下加熱到100110，反響一定時(shí)間，冷卻、過濾，濾液加熱調(diào)值聚合，經(jīng)陳化濃縮得黃綠色綜黃色固體顆粒。這種復(fù)合混凝劑，其組成為含有多核聚鐵及聚鋁與氯根、硫酸根配位的復(fù)合型無機(jī)高分子，具有鹽基度高、聚合度大、有效成分含量高、絮凝速度快、易過濾、出水率高等特點(diǎn)，在脫色、除雜方面有顯著效果。并