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5页铁盐絮凝剂配方8 例1、聚合硫酸铁絮凝剂聚和硫酸铁又称为羟基硫酸铁,是一种无机高分子絮凝刺,其液体为红棕色产品,固体则为黄色粉束状 聚铁的分子通式可表示为[Fe2 (OH)n( S04) 3-1/2] m 聚铁具有中和胶体电荷、压缩烈电层、降低胶体? 电位的能力,从而使其具有良好的絮凝、混凝作用据文献报道,聚铁在除浊、除COD和 BOD等方面均优于其他的无机絮凝剂,且还具有pH 适用范围广、无毒、对设备腐蚀性小等诸多优点,目前已广泛地应用于给排水工业和废水处理行业 1)制备方法①硫酸铁聚合法制备取定量的硫酸铁用去离子水进行溶解,制得含铁最为3mol/L 的硫酸铁溶液,然后熟化24h,量取一定体积的聚合硫酸铁溶液,边搅拌边缓慢滴加一定浓度的氢氧化钠溶液,定容制得不同pH 值的含铁量为0.5mol/L 聚合硫酸铁絮凝剂②硫铁矿烧渣和硫酸溶液为原料制备称取 100g 烧渣置于500ml 烧瓶中,加入浓度为30%的硫酸浸泡反应4h,然后聚合反应 2h,取少量反应液,经检验全部为Fe3+时,反应完成经过滤,制得液体产品滤渣回收方法特点该方法具有投资少、原料易得、工艺简单、 成本低和产品质量稳定等优点,适台于硫酸厂自行生产。
为便于运输, 可以将液体产品经浓缩过程生产胶体粒状的产品工艺过程产生的废渣pH 在 2~3 左右,可用于处理碱性废水(如造纸黑液),达到以废治废的目的③硫酸亚铁聚合法制备取 25mL 自来水于250mL 的烧杯中,缓缓加入15mL 浓 H2S04称取 80g Fe2SO4·7H2O工业品溶于前述稀H2SO4中,搅拌接5~6s 加 1 滴的速度滴加16mL H2O2,待 H2O2滴加完毕,继续搅拌5min 后静置硫酸亚铁也可用空气氧化,但要加入MnO2作为催化剂反应温度控制在50~ 60℃硫 酸 亚 铁 和 硫 酸 也 可 由 钢 铁 厂 酸 洗 废 藏 提 供 , 根 据 工 艺 指 标 补 加 化 学 计 量 的Fe2SO4·7H2O 和硫酸最佳工艺指标”n(H+):n(Fe2+)=0. 35~0 452)应用聚合硫酸铁混凝具有凝聚力强、水解快、 矾花大、 沉降快、 不存在铁后移的问题等优点,完全可出替代目前所应用的铝系混凝剂用于水的净化处理例如对渤海湾海水进行颦凝实验原水求质指标为:浊度 15~50NTU,pH7. 9~8. 4 总铁0. 79mg/l. ,总硬度5. 77g/L碱度 169g/L。
当该混凝剂投加30mg/L,温度为15~25℃条件下快速搅拌混合1min 后,搅拌转数(慢速)为50r/min能有效地去除渤海湾海水中总固溶物、悬浮物和降低有机物的含量,处理后海水浊度≤4NTU因此,能够为大规模海水净化工艺提供有效的技术支持2、纳米聚合硫酸铁絮凝剂( 1)制备方法水热法台成纳朱聚合硫酸铁称取 8 0g Fe3( SO4) 3·xH2O 于乙二醇溶液中,在60℃的超声渡反应器中反应在搅拌条件下缓慢滴加1mol/L 乙酸钠溶液,调节溶液的pH 值至 1.30,继续搅拌反应0.5h此时溶液为红褐色将反应液放入到水热反应釜中,在150℃的条件下水热反应15h反应后,将水热反应釜底部的聚合硫酸铁洗涤、抽滤, 60℃条件下干燥, 即得黄色树脂状的纳米聚合硫酸铁产品 2)应用例如对水样进行了絮凝实验,原水浊度为44mg/L,CODcr为 36mg/L ,pH 值为 9当絮凝剂投加0.5g/L.CODcr 和浊度去除率分别为80.8%和 90.3%,比传统的高分子絮凝剂具有更好的去除CODcr 和浊度性能3、聚合氯化硫酸铁凝剂( 1)制备方法①以钛白副产物Fe2SO4·7H2O 为主要原料,在HCl/ H2S04混酸的介质中质中,以KClO3做氧化剂,制备高效絮凝剂聚合氯化硫酸铁(PFCS) 。
在装有搅拌器的反应器中,按比例(质量比)加入计量的Fe2SO4·7H2O、H2SO4与 HCl 的混酸和H2O,在一定的水浴温度下,逐渐向反应器中加入一定量的KClO3,反应 1h 后,再自然冷却熟化8~24h.得棕黄色黏稠液体最佳制备丁艺条件;m( Fe2SO4·7H2O) :m( H2S04) :m( HCl) :m(KClO3)=17: 1.6:1.2:1.2,在 60~70℃时常压反应1h.再保温熟化1h该合成方法成本低,铁含量高,用于城市污水的处理具有实际意义② Cl2催化法制备聚合氯化硫酸铁在带有搅拌的反应器中,接比例加入计算量的Fe2SO4·7H2O、H2S04、催化剂Cl2和水,在70-90℃的条件下通人02一段时间后,通人计量的 Cl2,1h 后采样分析Fe2+浓度,当 [Fe2+]<1 .0g/L,表示反应完全,然后经熟化、冷却,得棕黄色的黏稠液体该方法简单适用,反应速率快按该法生产的产品价格低廉,性能较稳定,是一种替代铝盐絮凝剂的较好的无机高分子铁盐絮凝剂,有较好的经济效益和社会效益 2)应用该品用于处理某池塘废水.原水浊度为76.8NTU, pH7.57絮凝剂投量为3.2rmg/L(以Fe2O3计)时,处理10min 后,废水的浊度就降到5.0 以下,遮光率为90%以上。
其絮凝效果明显要比PFS好,比 PAC稍强,但其成本只有PAC的二分之一,并且适用原水的pH、浊度和温度范围较宽PFCS的最佳使用质量淮度为20mg/L 左右对出水残余Fe、pH、色度等水质指标无明显的不良影响,对低浊水的处理效果明显4、聚合硫酸铁/聚硅酸絮凝剂(1)制备方法以硅酸钠、 硫酸和聚合硫酸铁为原料制备聚合硫酸铁/聚硅酸(PFS/PS) 絮凝剂 取一定量的硅酸钠,用水稀释后,再用硫酸调节pH 值,在室温下缓慢搅拌4~5h,得到聚硅酸絮凝剂 PS(SiO2含量为 3.36%)按 n(Si):n(Fe)为 1:30,将 PS加入 PFS中,充分搅拌后,静置陈化 2h.即得 PFS-PS 在 PFS中引入 PS ,能够形成性能优异的无机复卉絮凝剂.二者之间具有协同增效作用,而且PS的稳定性会大大提高原料可采用工业聚铁、工业水玻璃和工业硅酸钠制备过程具有工艺简单,所制备的产品具有絮凝能力强、絮体沉降速度快、淤泥体积小和成本较低等优点2)应用例如用于造纸废水的处理原水CODcr为 278mg/L,水色棕黄混浊,味臭直接向聚 铁中加入试剂硅酸钠所得产品的絮凝效果最好向浆铁中加入由工业水玻璃酸性聚合而得的聚硅酸,所得产品的絮凝效果也较好,而且价格较低。
PF/PS有较宽的pH 和投药量适用范围,自身破乳能力强,澄清所需时间短,处理成本低5、聚二甲基二烯丙基氯化铵/聚合硫酸铁复合絮凝剂(1)制备方法在一定温度下将聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)溶解在聚合硫酸铁中,制成稳定的均相复合溶液 取一定量的PFS溶液置于烧杯中, 在集热式恒温磁力拌器上加热搅拌至60℃,缓慢加人PDMDAAC粉末或一定浓度溶液,搅拌分散至形成均相溶液,制备出聚二甲基二烯丙基氯化铵一聚合硫酸铁(PDMDAAC/PFS) 复台絮凝剂2)应用PDMDAAC/PFS在降低污泥比阻和滤液的浊度与COD 等方面,效果很好,但处理污泥所形成的絮团较小、强度较差6、氯化铁絮凝剂(1)制备方法①碱化法制备聚合氯化铁絮凝剂在高浓度的氧化铁溶触中,逐步加入强碱的稀溶液或 加入弱碱固体,使铁溶液发生水解聚合聚合法分为中和法和凝胶法a、中和法:在一定浓度的三氯化铁溶液中加入稳定剂,置于反应器内,在刚烈搅拌下缓慢地滴加一定浓度的氢氧化钠溶椎,使三氯化铁溶液水解聚合、熟化后, 即可得棕黑色的聚合氧化铁液体产品b、 凝腔胶法: 将一定浓度的三氯化铁溶液和氨水混合反应,制备氢氧化铁凝胶 然后,在稳定剂S-3存在下将氢氧化铁凝胶与三氧化铁溶液在一定条件下进行聚合反应,经熟化后即可制得聚合氯化铁液体产品。
该液体产品经浓缩、结晶即得黑色或棕黑色或棕色聚合氯化铁固体产品②催化氧化制备聚合氯化铁絮凝剂取 57. 4g FeCl2·4H20、5ml浓 HCl 和 30ml 水置于三颈瓶中, 加入稳定剂, 通人氧气, 同时加热搅拌 待反应温度达到50℃及赶尽空气后,通过三颈烧瓶顶部加入20%的 NaNO2(催化剂)溶液,反应颜色立即变深直至检验不出Fe2+,反应时间约为2 5h该工艺具有催化剂用量少,反应时间短、成本低廉等优点制备中催化剂和浓HCl 的分批加入比一次加入的效果要好同时,使用HNO3或 Al(N03)3替代 NaNO2有很好的推广意义2)引应用三氯化铁是常用的净水剂,尤其是高浊度原水、低温水和废水污泥的有效水处理剂,但对水处理设备腐蚀性强,水中残留铁量容易超标,使水出现返色现象聚合氯化铁净水效果不仅比三氯化铁好,而且投药量范围大,即使过量,水中残铁离子少,也不出现返色现象,在使用过程中无腐蚀性所以,聚合氯化铁是一种新型、高教、无毒的无机高分子絮凝剂,在水处理工业中有祖广阔的应用前景7、聚硅酸氯化铁絮凝剂( 1)制备方法①聚硅酸氯化铁(PSFC )以水玻璃和FeCl3等为原料,常温条件下,将FeCl3溶液与水玻璃溶液等比例混合,搅拌成液体状态以后,陈化0.5h 以上,即制成聚硅酸氯化铁。
②聚硅酸聚合氧化铁絮凝剂(PSPFC )方法一:以盐酸酸洗废液和废铁屑为原料制备聚合氯化铁的制备:在盐酸酸洗废液中加入定量的废铁屑于四颈瓶中,在70 ℃水浴中加热反应 3h,反应过程中应补加少量的HCI反应完全后,向滤液中加入稳定剂KH2P04,搅拌使其完全溶解将反应温度控制在45℃左右,并快速搅拌的同时缓慢分批地加入定量的氧化剂 KClO3溶液,反应1h,即得棕红色黏稠状的聚合FeCl3液体聚硅酸的制备;称取一定量的Na2 Si03晶体配制溶液,于常温搅拌状态下缓慢加入37%盐酸,使其pH 值保持在2 以下室温下熟化4~6h,便可得到一定浓度的聚硅酸聚硅酸聚合氧化铁的制备:将所得的聚合氯化铁溶液与聚硅酸在常温下复合,一定pH值条件下,熟化一定时间便可得到复台型聚硅酸聚合氯化铁絮凝剂最佳制备条件为:n(Fe) :n( Si)=1.5, Si02含量为1.5%,熟化时间在1.5-2h,熟化温度在 30-40℃范围内, pH=4~5该工艺操作简单,成本低廉,而且安全无生物毒性,最主要的是其混凝效果好,沉降速度快,十分顺应当今水处理剂的发展趋势方法二:以盐酸酸洗废液分解铁尾矿制备聚合氯化铁 (PFC) 的制备:铁尾矿经粉碎,过筛后置于马弗炉中焙烧。
焙烧后的铁尾矿加入反应釜中, 用盐酸酸洗废液分解一定时间后过滤,即可得到滤渣和滤渣滤液为含FeCl2、FeCI3和残余盐酸的混合溶液,作为制备聚合硫酸铁的原料滤渣的主要成分为活性较大的SiO2,是作为制备聚硅酸的原料将滤液倒入反应釜中,加入稳定剂,然后在搅拌下滴加强氧化剂 NaCIO3溶液(控制好滴加速度)反应过程中保持反应温度在60~70℃内以利于铁盐的水解、 络合和聚合 制得到聚合氯化铁产品为棕红色黏稠状的液体,其指标为: ω (Fe3+)=25%~30%,碱化度为10%~15%, :ω (Fe2+)< =0.1%聚硅酸 (PS) 的制备:将用水反复洗绦的酸解渣放人高压反应釜中,并将质量分散为30%的 NaOH 溶液进行碱溶反应,在压力0 4MPa 和 150 ℃条件下,控制不同液固质量比,反应3h,得到不同浓度的硅酸钠溶液冷却至室温后, 在搅拌状态下分别缓慢加入质量分数37%的盐酸,保持pH<2,室温熟化4-6h,便可得到不同浓度的PS PSPFC絮凝剂的制备:将PFC与 PS混合,在常温条件下熟化40~ 6min,便得到PSPFC絮凝剂用盐酸酸洗废液分解铁尾矿中的铁和硅,最适宜工艺条件为: 酸解温度95℃,液固比 6:1,酸解时间3.5h。
絮凝剂制备最佳工艺条件为:n (铁): n (硅)= 1: 1, 聚合氯化铁中Fe3+浓度为 0.6mol/L ,熟化时间为40mi。
