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影响聚合硫酸铁质量指标的因素
发布时间:2018/4/8 16:00:22 点击率:

    聚合硫酸铁(PFS)是一种盐基性高价铁的无机大分子化合物,分子中具有多核络离子的结构,能与水以任意比例快速混溶,溶液中含有多种形态的铁络离子。可以迅速发挥电性中和、吸附架桥的作用。聚铁由于形成絮凝体快、颗粒大、沉降速度快、pH适用范围较广,又可在常温下使用,对于COD、BOD及色度、浊度等去除率较高,且脱臭效果也不错,因而在世界各国的研究及开发应用得到迅速发展。
    聚合硫酸铁可以用硫酸亚铁及硫酸作为原料,也可以用某些工业废渣和废酸为原料为原料制得。→几种聚合硫酸铁的生产制备工艺
    制备过程:
    将硫酸亚铁溶解于水中,调整溶液中SO2-4含量,使[SO2-4]/[Fet]<1.5,控制适宜的温度在不断搅拌下加入H2O2氧化剂,此时反应激烈,溶液颜色转变为红棕色,并放出热量;随着反应的进行,溶液颜色逐步加深,随时检测溶液中亚铁离子含量,待亚铁离子含量小于0.2%,说明反应已达到要求,测全铁含量、亚铁离子含量、粘度、盐基度、pH值和密度。→聚合硫酸铁全铁量的检测方法
    影响聚合硫酸铁质量指标的主要因素:
    (1)、[SO2-4]/[Fet]的比值。为了获得碱式硫酸铁,必须使[SO2-4]/[Fet]<1.5,氧化反应生成的三价铁离子才能部分水解形成碱式盐,进而聚合形成PFS,该比值太高或太低都不利于PFS的生成。经过反复实验比较,[SO2-4]/[Fet]的比值在1.20~1.45之间较为合适。
    (2)、氧化剂用量。氧化剂用量对产品质量指标有很大的影响。当氧化剂加入量不足时,二价铁离子不能完全被氧化为三价铁离子,此时溶液中仍然含有较多的二价铁离子;加入量过多时,固然可以保证氧化完全,但引起氧化剂不必要的浪费。我们认为氧化剂用量为化学计量数的150%~200%较为合理。
    (3)、反应温度。聚铁的制备是由氧化、水解、聚合3个步骤所组成,其中氧化反应速度较慢,控制着整个聚合反应过程。温度高低对氧化反应速度有很大的影响,为了提高反应速率,必须提高该反应的温度。但是温度过高,一方面会引起氧化剂部分分解,为了保证氧化反应的进行,势必要增加氧化剂的投加量。另一方面温度高也要增加一些设施的投入,使得成本费用增加。实际上当温度在30~70℃之间即可完成整个反应过程。
    (4)、氧化剂加入速度。为了保证氧化反应的进行,必须控制氧化剂加入的速度,使得在搅拌下物料之间充分接触反应。但若加入速度过慢,反应所需时间过长,对工业生产是不利的。若加入速度过快,氧化剂有可能来不及与物料充分接触反应就被分解。因此本实验控制氧化剂加入速度为1.0~1.5mL/min-1,反应时间2h。
    (5)、溶液的pH值。体系pH值不同,三价铁离子的水解速度和最终水解产物也不同。从下图可以看出要获得高价多核铁络离子,溶液的pH值应控制得低一些,而且PFS产品的盐基度也与溶液的pH值有密切的关系。为了获得具有较好絮凝能力和稳定性的PFS,产品必须具备一定盐基度,溶液的pH值最好在0.5~1.5之间。

Fe3+水解产物浓度与pH关系

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