聚合硫酸铁的合成工艺研究

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1、早业论夂聚合硫酸铁的合成工艺研究学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：完成日期：化工与材料学院高职部摘要：以硫酸法牛产的钛白粉副产品七水硫酸亚铁为原料，以氧气、双氧水、臭氧作氧化剂,改变浓硫酸滴加速度、反应温度和反应时间來合成聚合硫酸铁铝。应川试铁灵逐时络合比色法测定铁溶液中聚合物的形态，结合其他性能测试，探索合成聚合硫酸铁铝的最佳工艺条件。经过反复实验证明，复合聚合硫酸铁铝生产周期短、成本低、经济效益高、设备投资少、产品无毒无害、絮凝效果好，是一种具冇很好发展前景的絮凝剂。关键词：聚合硫酸铁铝；水处理剂；逐时比色

2、法刖百1第一章实验部分11」主耍试剂及仪器11.2实验方法1121双氧水氧化法21.2.2氯酸钾氧化法21.2.3催化氧化法21.2.4PFS的其他合成方法3第二章结果及讨论32.1实验原理32.2H2SO4用量的影响42.3H2O2用量的影响42.4比。2加入的速度42.5反应温度的影响5第三章结论5参考文献6刖B铁盐和铝盐都是传统的无机盐类絮凝剂，具有相似的水解，聚合行为。对铁盐水解过程的研究表明，铁离子的稳定溶胶也能通过加碱方式制备。H本三上八州家等研究开发了聚合硫酸铁(PFS),于1974年屮请了首个专利，

3、20世纪80年代在水处理中得到广泛应用，取得了良好效果⑴。PFS是在硫酸铁分了族的网状结构中插入轻基后形成的一种无机高分了絮凝剂，可冇效除去水中的悬浮物、冇机物、硫化物、亚硝酸盐、胶体及金属离了。PFS具冇除臭、破乳及污泥脱水等功能，对浮游微牛:物也有较好的去除作用。PFS处理含油污水的效果远比硫酸亚铁显著，H对金属设备的腐蚀性较小，但产生的污泥屋较多、出水带色。因聚合硫酸铁在水屮水解后可产牛多种高价的多核铁离子，对水小悬浮物胶体颗粒进行电中和，降低电位，使水中胶体颗粒脱稳而相互凝聚，同吋产牛吸附、架桥交联等作用。

4、因聚合硫酸铁的混凝性能优良，形成的矶花粗人密实，沉降速度较聚介氯化铝要快，出水浊度低，对BOD的去除率高达90%以上，不含铝、氯及其它杂质离子等有害物质。Qybkscl聚合硫酸诙适用的水源pH值范围宽4〜11最佳效用pH值为49。聚合硫酸恢对低温高浊水的净化效果尤佳。相关国家标准GB14591—2006o聚合硫酸铁(PFS)也称碱式硫酸铁或轻基硫酸铁，其分子式一般可表示为[Fc2(OH)n(SO4)3.n/2]ml2J，聚合硫酸铁(PFS)的牛:产方法多种多样，根据使用的氧化剂，可将制备方法大致分为空气氧化法、硝酸

5、氧化法、氯酸盐和双氧水氧化法。但无论是哪种氧化剂,都是经过氧化、水解、聚合制得聚合硫酸铁(PFS)o本文用双氧水为氧化剂，直接氧化七水合硫酸亚铁合成聚合硫酸铁，探索了最佳合成条件。利用本法生产聚合硫酸诙，设备简单、主产周期短、无污染、反应不用催化剂、产品不含杂质、稳定性高，对工业化生产具有一定的指导作用⑶。第一章实验部分1.1主耍试剂及仪器FeSO4.7H2O(AR)>H2O2(AR)、浓H2SO4精密电动搅拌器、721型分光光度计、pHS-3C型酸度计、密度计等。1.2实验方法1.2.1双氧水氧化法双氧水(比。2

6、)在酸性环境中是一种强氧化剂，可以将亚铁氧化成三价恢从而制得聚合硫酸铁：2FeSO4+H2O2+(l・n/2)H2SO4=Fe2(OH)n(SO4)3-n/24-(2-n)H2O制备过程中，按照牛产量和所需盐基度，在反应釜中加入硫酸亚铁、硫酸和水，混合,当温度升高到30〜45°C时，再搅拌过程中，通过加料管在釜底缓慢加入出。2。出。2很快将亚铁氧化成三价铁，取样分析，待亚铁浓度降低至规定浓度时，停止反应。利用本法生产聚合硫酸诙，具有设备简单、生产周期短、反应不用催化剂、产站不含杂质、稳定性高等特点。但反应过程中，有

7、氏。2分解时形成的。2气放出，在无催化剂时,起不到氧化作用。要减少O?的生成，需控制出。2的投放速度。制备工艺为间歇式操作，影响生产效率。H2O2成本较髙，它增加了聚合硫酸恢的成本，不利于工业化生产。1.2.2氯酸钾氧化法氯酸钾是广泛应用于炸药和火柴工业的强氧化剂，同样也可以将亚铁氧化成三价铁：6FeS04+KC103+3(1-n/2)H2SO4^3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+3(1-n)H2O+KCl制备时，将硫酸、硫酸亚铁和水按比例加入反应釜中，在常温或稍高温度卜搅拌中加入氯酸钾。检验亚铁离了减少

8、到规定浓度时即可结束反应。该法牛产工艺简单，设备投资少，产品稳定性好，反应效率髙，无空气污染。产甜中含有氯酸盐，可兼作混凝与杀菌药剂。但制品中残阳有较鬲的氯离子和氯酸根离子，不宜用于水处理。同时氯酸钾价格昂贵，产品成木高。1.2.3催化氧化法聚合硫酸铁在工业生产中。即以硫酸亚铁及硫酸为原料，借助催化剂(主要用NaNO2)的作用，利用氧化剂使硫酸亚铁在酸性介质