1、利用硫铁矿烧渣生产聚合硫酸铁的工艺与应用研究
2、用碰选后的硫铁矿烧渣为原料，经硫酸溶解、氧化、水解、聚合，得产品聚合硫酸 通过正交
(资料图)
3、实验得出最佳工艺参数。产品已实现工业化生产，并用于工业用水的净化，效果良好。
4、关键词 垡_互渣鍪全堕煞盐生产水处理 b ，小 I』
5、1 前富
6、聚合硫酸铁(PFS)是一种高效无机铁系
7、絮凝剂，其分子式为[F (OH) (SChh- ] 。
8、自70年代问世以来，已广泛用于生活甩水、
9、工业甩水的净化以及工业废水、城市污水、污
10、泥处理等方面 该产品具有无毒、絮凝能力
11、强、絮凝oH值范围宽、投药量少及成本低等
12、特点。�6�8 我们通过实验室研究，利用武汉硫
13、酸厂的硫铁矿烧渣．摸索出了一套生产聚合
14、硫酸 的新工艺。该工艺的特点是：
15、a． 原料来源广泛，价格低廉；
16、b． 生产工艺简单可靠，操作方便，生产
17、周期短；
18、c． 能耗极低，整个过程中不需要外界
19、供热，从而降低生产成本；
20、d． 产品质量好，经检测分析产品质量
21、指标完全达到化工部标准HG2153-91的要
22、求。
23、2 PFS的生产工艺
24、2．1 PFS的制备原理
25、武汉硫酸厂的硫铁矿烧渣经磁选后，全
26、铁含量高达60％左右，其组分见表1。
27、表1 磁选后烧渣的化学组成
28、用H2SO,溶解磁选后的硫铁矿烧渣，得
29、到害Fe2(SO,)3和：FeSO4的溶液，在氧化剂
30、的作用下将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3．然后
31、进行水解、聚合等反应，生成粘稠状红褐色的
32、透明液体一聚合硫酸铁。其化学反应方程
33、式为：
34、04+4H28(h
35、~ Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
36、Fe203+3H2SO4一F电(Sq )3+3H2O
37、FeS 堕 Fe2( )3
38、Fe2(SO4)3+nH20
39、~ Fe2(OH) (SO4)，一n／2+(n／2)H2SO4
40、m[Fe2(OH) (s04) ，2]
41、— — [F~2(OH) (SOD 2]
42、2．2 PFS的生产工艺流程
43、PFS的生产工艺流程如图1所示。
44、硫酸术 氧化剂 术
45、怪l 洗强水 l 一
46、2．2．1 酸溶
47、按要求配比将一定量的硫铁矿烧渣、水、
48、硫酸加入菖崾应釜中，同时进行搅拌。硫酸
49、硫酸_工业1996年第2期
50、的加入速度视反应的激烈程度而调整，以防
51、止料液溢出或喷发 控制反应温度100～
52、120℃ ，反应时间约1～1 5 h，酸溶过程即可
53、完成。
54、2．2．2 氧化、聚合
55、酸溶反应完成后，适当补加少量水稀释
56、料液．控制总铁浓度在一定范围内。待物料
57、温度降至60"(2左右时，加入氧化剂使亚铁离
58、子氧化，同时进行聚合反应。通过控制氧化
59、剂的加入量和加入速度使整个氧化、聚合过
60、程的反应温度始终控制在60℃ 左右，时间约
61、1h。当料液密度、全铁和亚铁含量及pH值
62、均达到标准时即停止搅拌。
63、2．2．3 过滤
64、将料液过滤、分离得粘稠状红褐色的透
65、明液体— — 聚合硫酸铁。产品送入成品槽，
66、用水洗涤滤渣，洗涤水返回反应釜回收使用。
67、2．3 最佳工艺参数的探讨
68、在大量实验的基础上，我们发现影响聚
69、铁产品质量的主要因素有：硫酸与硫铁矿烧
70、渣的比例：氧化、聚合反应的温度及时间。
71、控制好硫酸与烧渣的比倒，关键在于保
72、证聚铁的盐基度(聚合硫酸铁中OH一与1／3
73、Fd’之间的质量比)，其比值是通过调节
74、H2SO,的加入量来控制的。如加入的量过
75、少，则体系的酸度太低，使部分Fd 水解，析
76、出Fe(OH) 沉淀，溶液变混浊；如加入的量
77、过多，则聚合不好，产品的盐基度达不到要
78、求。且净水效果不好。
79、氧化、聚合时的温度若太低，则砭应速度
80、很慢，使生产周期延长；若温度太高，则Fe”
81、水解，同样会析出Fe(OH)，沉淀。我们在实
82、验室进行的正交实验结果表明，最佳工艺参
83、数为：
84、硫酸：硫铁矿烧渣(干)=1．卜，1．2
85、氧化、聚合反应温度 60～65℃
86、氧化、聚合反应时间 约l h
87、2．4 产品质量
88、由该工艺制得的PFS产品质量完全符
89、合化工部标准HG2153-91。具体见表2。
90、表2 产品的主要性能指标
91、41 ·
92、3 应用
93、3．1 工业生产概况
94、在小试的基础上．我们在武汉硫酸厂进
95、行了工业试生产，结果表明，本工艺技术成熟
96、可靠，所得聚铁产品质量基本上与小试结果
97、一致。
98、3．1．1 主要生产设备
99、搪瓷反应釜(1．5m ) 一台
100、不锈钢离心机 一台
101、聚四氟泵 一台
102、3．1．2 生产成本
103、聚铁产品的生产成本见表3。
104、表3 每吨产品成本核算
105、3．1．3 预期经济效益分析
106、该装置设计生产能力为1 000 t／a，按每
107、吨聚铁售价650～700元计，年产值可达65
108、～ 70万元，预期利税可达25万元左右。
109、3．2 用PFS净化工业用水
110、武汉硫酸厂工业用水原用聚合氯化铝
本文到此讲解完毕了，希望对大家有帮助。
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