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聚合硫酸铁_

06-29

  聚合硫酸铁_化学_自然科学_专业资料。聚合硫酸铁 聚合硫酸铁 PFS 是性能优越的无机高分 子絮凝剂,与水以任意比例混合,可广泛用 于工业废水、城市污水,工业用水以及饮用 水的处理。同传统的无机盐类混凝剂相比, 有以下的优点[2]:絮凝体

  聚合硫酸铁 聚合硫酸铁 PFS 是性能优越的无机高分 子絮凝剂,与水以任意比例混合,可广泛用 于工业废水、城市污水,工业用水以及饮用 水的处理。同传统的无机盐类混凝剂相比, 有以下的优点[2]:絮凝体形成速度快,颗 粒密实, 沉降速度快; 对于各种废水中的 COD、 BOD、色度及重金属有良好的去除效果;絮 粒同微生物结合能力强,对浮游生物等微生 物有良好的去除效果;对原水水温及 pH 值 适应范围广;能降低出水中亚硝氮及铁的含 量;对污泥有良好的脱水性。PFS 合成原料 广泛,产品价格低。目前,主要生产方法是 以硫酸亚铁为原料,经氧化、水解和聚合三 步反应后制得产品; 氧化反应目的是使 Fe2+ 转变成 Fe3+;具体的方法有:直接氧化法、 催化氧化法、一步法、两步法、微生物氧化 法、雾化法等。本次实验采用催化氧化法, 以硫酸亚铁为原料,亚硝酸钠为催化剂,氧 气为氧化剂, 经氧化、 水解和聚合制得 PFS。 1 实验部分 实验原理 七水硫酸铁在酸性条件下,被氧化剂氧 化成硫酸铁,k8。经水解、聚合得到红褐色的聚 合硫酸铁。主要反应如下: 氧化反应… 水解反应… 聚合反应… 氧化、水解、聚合三个反应同时存在于 一个体系中,相互影响,相互促进。氧化反 应是三个反应中最慢的一步,它控制着整个 反应过程[3] 实验方案 催化氧化法制备 PFS,通过单因素实验 研究反应温度,反应时间,总铁与总酸根比 例和亚硝酸钠用量对 PFS 制备的影响;再通 过正交实验找到制备 PFS 的实验室最佳合成 条件;反应结果以 Fe2+的转化率表示。 实验流程 将定量的硫酸亚铁和硫酸水溶液加入 三口瓶中,置于一定温度的水浴上加热,边 搅拌边徐徐加入 NaNO2,同时通入氧气进行 氧化反应。 主要试剂与仪器 搅拌器电子称比重计恒温水浴锅复合 电极酸度计干燥箱等仪器;硫酸亚铁亚硝酸 钠浓硫酸氢氧化钠盐酸等药品 实验装置 2 实验结论: 单因素实验 温度在 50℃~60℃;[SO42-]:[Fe]总的 比值为/1~/1;按[SO4]:NaNO2 量 7~8ml; 反应 3~4 小时为较好反应参数范围。 2 正交实验: 按照单因素实验结果选定四个因素的 三个较优水平。如下表 2-5 所示。 表 2-1 因素水平表 正交实验结论:因素的主次顺序为 D〉 ABC,最优水平为 A2B1C2D2,即反应温度 55℃,NaNO2 用量 7ml,H2SO4 用量 8ml,反 应时间。 对产品进行性能测试:得到的产品密度、 盐基度、pH 值、铁含量符合国家聚合硫酸铁 合格产品质量标准。 正交实验和性能测试结论:因素影响的 主次顺序为时间温度NaNO2 加入量硫酸 用量;因素最优水平为 A2B1C2D2,即反应温 度 55℃,NaNO2 用量 7ml,H2SO4 用量 8ml, 反应时间。 摘要:本文以硫酸亚铁原料,用亚硝酸 钠催化氧化法合成聚合硫酸铁;单因素实验 研究反应温度、反应时间、总铁/总酸根和 亚硝酸钠量对合成影响;正交实验得最佳条 件:反应温度 55℃;按[SO4]:[Fe]总=/1; NaNO2 量 7ml;反应时间小时。 关键词:催化氧化法;聚合硫酸铁;最佳 条件聚合硫酸铁