聚合硫酸铁制备原理
1、制备原理
二价铁离子在酸性条件下,经催化氧化、水解、聚合三步反应可制得聚合硫酸铁:
(1)氧化反应(慢反应)
2FeS0+1/2O2+H2SO4 - Fe2(SO4)3+H20
氧化反应控制着整个反应过程,其目的是将Fe2+氧化为Fe3+。 氧化反应中只有控制n(H2SO4):n( FeSO4)<1:2硫酸亚铁才能被氧化为硫酸铁。
(2 )水解反应(快反应)
Fe2(SO4)3+nH20- Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+n/2 H2SO4
当整个反应体系中硫酸根数量不足时,氧化后的三价铁离子会发生水解生成高价羟基铁络离子同时羟基相互交联形成聚合硫酸铁。
(3)聚合反应(快反应)
mFe2(OH)n(S04)3-n/2 -【Fe2(OH)n(SO4)3-n/2)m
水解和聚合反应的顺利进行消耗了氧化反应的产物Fe2(SO4)使氧化反应的平衡向右移动,FeSO4不断被氧化为Fe2(S04)3 直至反应完全。由于三价铁离子水解产生了羟基铁络离子因此聚合硫酸铁作为中性分子所需的硫酸根量要少一些。
制备聚合硫酸铁的原料来源很广,大多容 易获得价格低廉。可采用工业废渣和废酸作原料如硫酸亚铁、四氧化三铁、废铁屑、钢铁酸洗废液、钛 生产废料、绿矾和亚铁盐溶液等;还可用铁矿石进行制备如赤铁矿、菱铁矿、磁铁矿、硫铁矿烧渣等。其中以硫酸亚铁为原料的生产工艺简单、成品杂质少生产出的聚合硫酸铁重金属离子含量少可用于饮用水处理。
聚合硫酸铁是危险化学品吗?
聚合硫酸铁是一种无机高分子化学物,不属于危险化学品,进出口时也无需签发相关的危险货物,它在水中可以作为絮凝剂,对微污染、含藻、低温、低浊度原水,尤其是高浊度原水有显著的净化效果,被广泛应用于污水处理,工业废水处理等行业。
聚合硫酸铁不属于危险品,但是,在日常的生产过程中需要大量的硫酸,因此还是建议工作人员佩戴防尘口罩,橡胶耐酸碱服和橡胶耐酸碱手套等,做好个人防护,也需要远离易燃物、可燃物、避免接触水、碱、酒精等。
聚合硫酸铁在贮存时,需要储存在阴凉,干燥,通风良好的仓库中,从库内相对湿度保持在75%以下,采用密封,防潮包装等。
聚合硫酸铁和聚合氯化铝有什么区别?可以相互替代吗?
常用的水处理净水药剂有:聚合氯化铝,聚合硫酸铁,聚丙烯酰胺等,他们之间有什么区别呢?今天具体说下聚合氯化铝和聚合硫酸铁的区别:
1、作用原理
它们两者同属于无机高分子净水剂,不过一个属于铁系,一个属于铝系,其实对于净化水质原理来说,基本一直,都是通过水解,电中和生成絮凝物,吸附水中的悬浮物,从而达到净水的效果。
2、优缺点
对比来说,聚合硫酸铁的成本较低,生成的帆花大且密实,沉淀速度快,但是其酸性强,出水色度略差,而聚合氯化铝 的优点就是处理后的出水更为清澈,但其成本比聚合硫酸铁高很多。
那么问题来了,聚合硫酸铁可以代替聚合氯化铝吗?
其实,在绝大多数情况下,聚合硫酸铁是可以代替聚合氯化铝的,比如:用于去除水中悬浮物或胶体物质,由于其作用原理一致,因此基本都可以用聚合硫酸铁替代聚合氯化铝 ;废水除磷时,聚合硫酸铁的效果会明显优于聚合氯化铝,而且能降低药剂成本。类似情况还有很多,具体情况需要根据水质问题以及处理后的效果具体选择药剂,不能一概而论。
聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体,(简称固体聚合硫酸铁或PFS)分子式:[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m极易溶于水,10%(重量)的水溶液为红棕色透明溶液,吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。
聚合硫酸铁性能指标:符合中华人民共和国 标准《净水剂聚合硫酸铁》(GB14591-93)项目指标GB14591-93(Ⅱ)本产品全铁含量%18.519.1还原性物质(以Fe2+计)含量%0.150.01盐基度%9.0-14.014.0PH(1%水溶液)2.0-3.02.4砷(As)含量%0.00080.0001铅(Pb)含量%0.00150.0001不溶物含量%0.50.4
聚合硫酸与其他无机絮凝剂相比具有以下特点:
1.新型、优质、铁盐类无机高分子絮凝剂;
2.混凝性能优良,矾花密实,沉降速度快;
3.净水效果优良,水质好,不含铝、氯及重金属离子等有害物质,亦无铁离子的水相转移,,无害,可靠;
4.除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著;
5.适应水体PH值范围宽为4-11, PH值范围为6-9,净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小,对处理设备腐蚀性小;
6.对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著,对高浊度原水净化效果尤佳;
7.投药量少,成本低廉,处理费用可节省20%-50%。