專利名稱：固體型聚合硫酸鐵的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種固體型聚合硫酸鐵的生產方法，其產品是一種高效凈水劑，可凈化生活飲用水、處理工業污水、城市廢水、污泥。
常用的凈水處理劑有硫酸鋁、堿式氯化鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵等，八十年代液體型的聚合硫酸鐵得到應用，這些凈水劑都存在某些缺點，如對色度、重金屬離子、SS、CODcr、BOD、和放射性物質等脫除效果較差;鋁鹽系列的凈水劑應用于生活飲用水處理帶入大量的Al3+、Cl-離子，這些離子對人體是有害的。有的使用量較大，溶水性能較差，有的性能不穩定。
近年來，國內外都在研究試制固體型聚合硫酸鐵，所采用的工藝路線各不相同，如美國《化學文摘》74953e和100∶88152t的報導，前者是用硫酸亞鐵在碳酸鈉存在下調節一定堿化度后，用空氣氧化，溫度經650℃、634℃、270℃三個階段得產品;后者氧化溫度經60℃、85～90℃、180～200℃三個階段的控制，用硫酸調節聚合得產品，兩者均存在中間物性能難以控制和產品性能不穩定的問題。
國內生產方法有①中國專利CN89105193.8“用于凈化水的聚合鐵生產方法”，是將經空氣氧化所得的液體聚合硫酸鐵濃縮固化得到固體聚鐵，因而投資費用高，產品性能不穩定;②中國專利CN8910236.6、“水處理用堿式硫酸鐵混凝劑”是高溫空氣氧化加硫酸聚合得到固體聚鐵產品其能耗大，投資費用高，產品性能不穩定，混凝效果差;③中國專利申請號91109828.3“固體硫酸聚鐵的生產方法”，用空氣氧化經500～600℃溫度得到中間體，在調聚劑存在下用硫酸調聚，再經陳化得到固體硫酸聚鐵產品，同樣能耗大、需回轉爐、聚合釜等設備，投資也大，生產成本高，中間物相當于氧化鐵紅，調聚與陳化時間長，產品性能不穩定，混凝效果差。
鑒于上述諸多方法的不足，本發明提出一種改進的生產方法，以便降低能耗和生產成本，提高產品的質量。
本發明的工藝過程是將原料硫酸亞鐵(俗稱綠礬)在干燥室內經60～90℃的熱空氣干燥、脫水，同時伴有部分氧化得到灰白色粉末狀-水合硫酸亞鐵(FeSO4·H2O)，冷卻后轉入氧化器，噴入硝酸溶液，用量為6～10%，常溫下靜態氧化1～2小時，再加熱升溫至125～150℃，得到黃棕色中間物，檢測分析用1N NaOH溶液滴定至無蘭墨色沉淀，氧化度可達90%以上。
中間物經粉碎后，轉入聚合鍋，加入硫酸溶液，用量為原料的28～30%，攪拌均勻，再加入催化劑1～3‰混勻后迅速轉入專用塑料袋密封，常溫下靜置反應36～48小時即得固體聚合硫酸鐵。
催化劑是用NaClO、H2O2(30%)和KCl配制而成，各組分的重量比分別為1∶(1～2)∶(3～4)。
產品經搗碎后添加0.5～1%增效劑混合均勻得到淡黃色粉狀成品。增效劑的配方(重量比)為含氯氧化物∶硬脂酸∶還原劑∶穩定劑＝1∶2∶(0.8～1.0)∶(0.2～0.3)。
本發明(干法)所得的產品與濕法生產的產品相比，粘性小，不潮解(濕法所得的產品為樹脂狀)，性能穩定。
本發明同現有技術相比具有下列優越性①、氧化反應是在150℃以下進行，不需高溫回轉爐等設備，因此既節省投資，又降低能耗，而且容易控制，生產成本低，只為堿鋁的50%左右，②、工藝路線簡便，產效高，成品原料的比率達到85%，固化時間短，比一般技術縮短5天，③、產品性能穩定，放置一年不降低凈化水混凝效果，由于添加增效劑，提高了產品的殺菌消毒功能。經它處理的生活飲用水，符合《國家生活飲用水衛生標準》。
下面結合實例對本發明做進一步說明將硫酸亞鐵1000Kg置于干燥室內，控制室溫80℃干燥，制成灰白色粉狀物-水硫酸亞鐵(FeSO4·H2O)，冷卻后轉入氧化器，噴加100Kg硝酸，靜置氧化2小時后再加熱升溫150℃，至檢測分析達到終點，得到黃棕色中間物。檢測分析用1N NaOH溶液滴定至無蘭墨色沉淀，氧化度可達90%以上。經粉碎得橙黃色(略帶灰色)粉狀氧化物650Kg，于聚合鍋中通入硫酸溶液300Kg(聚合是間歇進行的)，攪拌均勻后加入催化劑1.5Kg，混合均勻后裝入專用塑料袋密封包裝，靜置36小時后即可出料，產品經粉碎添加增效劑8Kg混合均勻，得到淡黃色粉狀成品850Kg。裝入無毒塑料袋，外襯編織袋密封包裝，置于陰涼避光、避熱處貯存。
催化劑配方(重量比)為NaClO、H2O2(30%)和KCl配制而成，各組分的重量比分別為1∶(1～2)∶(3～4)。
增效劑的配方(重量比)為含氯氧化物∶硬脂酸∶還原劑∶穩定劑＝1∶2∶(0.8～1.0)∶(0.2～0.3)。
本發明方法所得產品其質量標準如下序號 項目名稱 質量指標1 全鐵(Fe3+)含量(%)≥ 18.52 還原性物質(Fe2+計)含量(%)≤ 0.153 堿化度(%) 10～144 PH值(1%溶液) 2.0～3.05 砷(As)含量(%)≤ 0.00056 重金屬(以Pb計)含量(%)≤ 0.00157 水不溶物含量(%)≤ 0.50本產品應用于生活飲用水凈化處理，其用量少(為硫酸鋁的1/4～1/3)，混凝速度快，形成礬花顆粒粒徑、比重大，混凝效果好，出水水質、色度及鐵含量均符合《國家生活飲用水衛生標準》，經省衛生防疫站，按我國工業毒物急性分級標準，急性毒性試驗，經口LD50(小鼠經口)>10.0g/kg屬實際無毒。
應用于工業污水、城市廢水的處理，效果更為顯著，如色織印染廠高色度的廢水處理，其用量為千分之一，24小時后完全脫色。
權利要求
1.一種固體聚合硫酸鐵的生產方法，以硫酸亞鐵為原料，經氧化、聚合反應制成產品，本發明的特征在于硫酸亞鐵干燥脫水后，在常溫下用稀硝酸氧化1～2小時，再加熱升溫至125～150℃溫度，保持1～2小時得中間物；中間物粉碎后與硫酸溶液攪拌均勻，再加入1～3‰的催化劑室溫下混勻，密封靜置36～48小時即聚合得固體聚合硫酸鐵。
2.根據權利要求1所述的固體聚合硫酸鐵生產方法，其特征是稀硝酸的用量(重量)為原料的6～10%，硫酸溶液的用量為原料的28～30%。
3.根據權利要求1所述的生產方法，其特征是加入的催化劑是用NaClO、H2O3(30%)和KCl配制而成，各組分的重量比分別為1∶(1～2)∶(3～4)。
4.根據權利要求1所述的生產方法，其特征是將聚合所得的產品粉碎后，添加0.5～1%的增效劑，混合均勻，得到淡黃色固體產品;增效劑的配方(重量比)為含氯氧化物∶硬脂酸∶還原劑∶穩定劑＝1∶2∶(0.8～1.0)∶(0.2～0.3)。
全文摘要
一種固體型聚合硫酸鐵的生產方法，以硫酸亞鐵為原料，經氧化、聚合反應制成產品，其特征是干法低溫生產，用稀硝酸作氧化劑，在150℃以下得中間物；中間物加入硫酸溶液、催化劑混合均勻，密封，常溫下聚合得固體型聚合硫酸鐵，粉碎后加入殺菌消毒的增效劑即可使用。催化劑采用NaClO、H本發明工藝簡便；投資省耗能低；產效高；無三廢排放；生產成本低；產品質量穩定；功能齊備，可廣泛用于生活飲用水、工業污水和城市廢水、污泥等凈化處理。
文檔編號C02F1/52GK1105342SQ9411109
公開日1995年7月19日 申請日期1994年7月29日 優先權日1994年7月29日
發明者易佑華, 蔣新月, 易玲 申請人:易佑華