聚合硫酸铁生产-阜新聚合硫酸铁-宇泰环保(查看)

       聚合硫酸铁的制备主要有直接氧化法和催化氧化法。大多数PFS的制备采用直接氧化法，此法工艺路线较简单，用于工业生产可以减少设备投资和生产环节，降低设备成本，但这种生产工艺必须依赖于氧化剂，如：H2O2、KClO3、HNO3等无机氧化剂。催化氧化法一般是选用一种催化剂，利用氧气或空气氧化制备聚合硫酸铁。以下是制备聚合硫酸铁的具体操作方法：

聚合硫酸铁液体特性

（1）H2O2氧化法：(H2O2)在酸性环境中是一种强氧化剂，可以将亚铁氧化成三价铁从而制得聚合硫酸铁:2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O

制备过程中，按照生产量和所需要的盐基度，在反应釜中加入绿矾、水和硫酸混合，当温度升高到30~45℃时，在搅拌过程中，通过加料管在釜底缓慢加入H2O2。H2O2很快将亚铁氧化成三价铁，取样分析待亚铁浓度降至规定浓度时，停止反应。

利用本法生产聚合硫酸铁，具有设备简单、生产周期短、反应不用催化剂、产品不含杂质、稳定性高等特点。但反应过程中， 在无催化剂时H2O2的分解会形成氧气的放出导致起不到氧化作用。要减少O2的产生，需要控制H2O2的投加速度，此制备工艺为间歇式操作，影响生产效率。H2O2成本比较高，它增加了聚合硫酸铁的生产成本，不利于工业化生产。

    （2）KClO(钠)氧化法：KClO是广泛应用于火柴工业的强氧化剂，同样可以将亚铁氧化成三价铁:6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+ 3(1-n)H2O + KCl

制备时，将硫酸、绿矾和水按比例加入反应釜中，在常温或稍微高温下，搅拌中加入KClO，聚合硫酸铁磷，检验亚铁离子减少到规定浓度即可结束。

该法生产工艺简单，设备投资少，产品稳定性好，反应***，无空气污染。产品中含有氯酸盐，可兼作混凝与杀菌剂。但制品中残留有较高的氯离子和氯酸根离子，不宜于饮用水处理。同时，由于KClO价格昂贵，产品成本高。

    （3）NaClO氧化法：NaClO属于碱性氧化剂，其氧化还原电位较高，理论上能将亚铁氧化成三价铁:2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4+ 2H2O + Cl2

生产的Cl?仍为氧化剂，可以将亚铁氧化成三价铁。但Cl?会有少量以气体形式逸出而浪费掉，不能充分利用。同时也会造成环境污染，增加后处理工序。NaClO是碱性氧化剂，制备聚合硫酸铁时，为了降低pH值， H2SO4的用量较高。用该法制备的聚合硫酸铁稳定性差，不宜长期保存。

    （4）HNO3氧化法：HNO3为中强氧化剂，与亚铁反应如下:FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2反应生成的NO2又可以起到氧化作用，因而HNO3的氧化***。

该法是以工业绿矾为原料，采用工业硫酸氧化后以工业浓HNO3氧化。FeSO4:HNO3为1:(0.20~0.30):(0.10~0.32)，加入水量小于以上三者总量的20%，于0.1~0.2MPa下，搅拌中通入充足的空气或氧气，于50~70℃氧化，102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以内。

用HNO3氧化时，成本比较低，反应周期短。所得产品浓度高，易于制成固体产品。若选用工业一级品原料，所得产品可用于饮用水处理。但反应中生成的NO2，会造成环境污染，需增加专门吸收装置予以处理。

综上所述，直接氧化法虽然工艺简单，操作简便，但存在氧化剂用量大，成本高，氧化剂引入的离子需分离出去，阜新聚合硫酸铁，反应中产生的有害气体需专门设备吸收处理等问题，因而难于在工业化生产中普及和应用。但实验研究中需要少量的聚合硫酸铁时采用此类方法制备简单易行。

（5）催化氧化法:聚合硫酸铁在工业生产中多采用催化氧化法。

即以绿矾及硫酸为原料，借助催化剂(NaNO2)的作用，利用氧化剂使绿矾在酸性介质中被氧化成三价铁离子。然后用NaOH中和，调整碱化度进行水解，聚合反应制得聚合硫酸铁。

      聚合硫酸铁是一种无机高分子絮凝剂，70年代由日本研制成功，80年代初得到广泛使用，我国1985年以后开始大量生产和使用，我国1985年以后开始大量生产和使用，聚合硫酸铁含量，聚合硫酸铁的主要成分是FeSO4，带有多个羟基，有较好的电中和性和絮凝架桥性能，它比较稳定，不受温度影响，对可溶性离子和pH值适应性强。聚合硫酸铁价格便宜，无毒无害，作为煤泥水的絮凝剂有较好的应用前景。

      硫酸铝属于无机盐类絮凝剂，溶于水后分解成带正电荷的三价铝离子，能吸附煤泥水中带负电荷的悬浮微粒，中和其表面电荷，形成煤泥絮团，凝聚沉淀。硫酸铝与PAM配合使用，可弥补单用PAM不能絮凝粘土质和有机质微粒的缺陷。

      但是，它存在如下问题:

       a) 该方法只能去除其中大部分煤泥， 其余细粒煤泥则留在溢流中， 并在系统中反复循环逐步积累， 导致循环水浓度升高与浓缩效率降低的相互影响循环， 煤泥可浮性差。

       b) 洗水平衡难以控制， 闭路循环无法实现。

       c) 煤泥水达到一定浓度， 为保证循环水浓度势必排放而导致煤泥流失。

       d) 浓缩设备庞大， 繁多。

      聚合硫酸铁贮运和使用注意事项     

       1、聚合硫酸铁生产过程中发生了氧化、水解、聚合等过程，其中氧化和聚合反应是放热反应，水解反应是吸热反应，且三种反应在反应过程中同时进行。当反应完成以后，处在高温条件下的半成品依然发生着水解、聚合反应，此时需要静置冷却，防止水解反应继续快速进行。      若产品还在高温情况下装载运输，在运输的过程中改变了水解反应平衡移动的条件，使水解反应加剧，形成了氢氧化铁凝胶沉淀，导致产品变黄变浑。而且氢氧化铁凝胶沉淀虽然在全铁含量检测时被计入其中，但不能起到吸附电中和、架桥和网捕的作用，影响了产品的使用效果。同时氢氧化铁凝胶沉淀物所带的负电荷会消耗一部分多核羟基络合物的正电荷，消耗产品的有效铁含量。 

     2、装载液体聚合硫酸铁的罐车、桶等容器应清洗干净，避免污染物引入其中。当产品到达客户存储处时，要检查原储存罐内是否有其他药剂或水分残留。     

 3、影响聚合硫酸铁使用效果的两个重要的因素是投加量和pH值，不同客户废水混凝处理时，其作用的机理也不尽相同，有些是吸附电中和起主要作用，有些是架桥和网捕起主要作用。因此在小试和中试过程中一定要测量和记录投加量和pH值，分析处理后结果受投加量和pH值影响的大小关系，根据分析结果适配产品。   

    同时小试时务必要进行多个投加量的对比实验，能够覆盖不同投加量和pH值使用条件下的效果对比。举个例子，某些污染物在pH值为4.5时可以从液相转变成固相，聚合硫酸铁生产，***终被吸附沉淀得以去除。那么对比实验时，两种型号的聚合硫酸铁都应投加到pH值小于4.5这个点，才能进行有效的对比。