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

(资料图片仅供参考)

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。