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聚合硫酸铁的制备

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  【摘要】 聚合硫酸铁是日本八十年代开始推广和应用的新型无机高分子絮凝剂,其分子式一般用[Fe_2(OH)_n(SO_4)_3-n/2]-m来表示。它是把硫酸铁中的部分SO_4~(2-)用OH~-取代,使在硫酸铁的网络结构中插进羟基的铁系高分子化合物。一、反应机理该产品是硫酸亚铁与硫酸反应的产物,经一系列水解、聚絮反应,最后生成聚合硫酸铁,其反应大致如下: 1.FeSO_4+1/2SO_4~(2-)—→

  聚合 硫 酸 铁 的 制 备 李克 昌 杨翠峨 山西省煤转中心 太原市 自来水公司 聚合硫酸铁是 日本八十年代开始推广和应用 的新型无机高分子絮凝剂 , 其分子式一 〔令 。 〕 。 。 且 一 般用 〔 。 ‘ 一 二 〕来表示 。 它 是把硫酸铁 中的部分 ‘ 一 用 一 取代 , 使在硫酸铁 的网络结构 中插进经基的铁系高分子化合物 。 一 、 反应 机理 该产品是硫酸亚铁 与硫 酸反应的产物 , 经一系列水解 、 聚絮反应 , 最 后生成聚合硫 酸铁 , 其反应大致如下 。 ‘ 专 ‘ “一 。 ‘ 。 二 二 · 十 冬 戈 。 皿 〔 。 、 。 二 〕 一 〔 。 ‘ 。 二 〕二 在通常情况下 , 二 、 工艺路线据我们的小试 、 式中 》 , 三 中试 , 路线如下 令 伞 令 · 廊 巫 ⋯反 应 釜 卜巫 ⋯, 国 个空气 个氧气 三 、 原料及工 艺条件 的选择 。 原料 ①硫酸亚铁 ‘ · ②硫 酸 ‘ 或 ③硝 酸 ④亚 硝酸钠 ⑤空 气⑥氧 气 。 工艺条件的选择 ① 。 ‘ · 在强酸溶液 中 , 亚铁 离子的氧化速度 与其本身浓度 的平 方 成 正比 , 但提高总铁含量又受到硫酸亚铁在硫 酸溶液中溶解度 的影响 , 所 以 要选择适当的硫酸亚铁投加量 。 通过我们 的试验 , 证明产品 的高铁离子含量超过 之后 , 处理水的效果就很好了 。 故硫酸亚铁 的投加量为 “ 聚铁 。 ② ‘ 的投加可推动反应 向 生 成 物方向移动 , 但它又阻碍 了硫 酸亚铁的溶解 , 山 四 化 工 年 第 期 而使反应不利 , 所以硫 酸的投加量一定要适于反应 的进行 。 据我们一年多的实践 , 硫 酸的投加量对产 品的影响是很大的。 若 在其它 条件不变的情 况下 , 起先高铁离子 的浓度 随投加量 的增加而增加 , 当硫酸增 加到一定量 时 , 高铁反而下降。 其关系如下表和图所示 表 些塑竺 ⋯竺 ⋯竺 ⋯竺 ⋯到兰’ ‘ “ · ⋯“ 】巧 ⋯ ’ 凡 。 ③ 、 我们的试验 , 是 以浓作为催化剂和氧化剂的 。 若 的规格为 , 投加量为 , 升 “ 聚铁 。 由于浓硝酸买不到 , 故我们加入稀硝酸 , 但氧化时间要适 当缩短 。 ④催化剂 由于亚铁离 子 在 硫酸介质 中的氧化速度太慢 , 无法形成生产能 力 , 故我们采用催化剂氧化的方 法 。 的投加量为 聚铁 。 ⑤温度 提高反应温度 , 有利于反应物的溶解 , 从 小试和 中试来看 , 反应温度选择一 为宜 。 ⑥时间 通过我们实践 , 反应时间定为一 小时为宜 , 即中控指标达到反应 即可停止 。 ⑦空气 我们是 以空气为氧化剂去氧化亚铁离子的, 空气的 消 耗 定 额 为 “ “ 聚铁 。 之 ‘ ⑧氧气 到反应后期, 须 用氧 气去氧化亚铁离子 , 氧气的消耗为 瓶 吨聚铁 。 的叨‘‘月生 再者 , 硫酸对产品盐基度 的影 响 也 同 前 。 按我们小试和中试的结果来 看 , 的投加量为 ‘ · ‘ 二 , 一 , 为最佳 摩尔比 。k8, 四 、 成本估算 按上述消耗 , 成本估算为 元左右 吨 聚铁 , 以每吨产品处理 万 万吨污水计 算 , 处理成本为 角 吨污水五 、 工艺指标 表 项 目 “ ’十 八 值 盐基度 比 重 外 观 指 标 一 棕褐色液体 通过我们对聚铁的多次试验 , 化工局组 织 多个单位的有关专家对产品进 行 了 鉴定 , 一致认为该产品工艺简便 , 路线可行 , 对设备无特殊要求 , 并建成山西太原净水剂厂 。 其生产产品在太钒