申请日2013.04.09
公开(公告)日2013.07.31
IPC分类号C02F1/52; C01G49/14
摘要
本发明公开了一种聚合硫酸铁水处理剂及其制备方法。本发明采用摩尔比为1.1～2.0∶2的H2O2与FeSO4·7H2O、利用H2O2和Fe2+进行氧化反应制备聚合硫酸铁水处理剂，能够快速地生产符合用户需求的产品，生产速度快;通过控制反应温度不超过40℃，保证了H2O2的利用率和Fe2的转化率，原料利用率可达95%以上。本发明的生产工艺简单，反应装置简便，易于操作，原料消耗量少，成本低，可以应用于工业化大生产。
权利要求书
1.一种聚合硫酸铁水处理剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将FeSO4·7H2O与水按质量比1：0.3～0.5混合溶解，得到混合液;
(2)边搅拌边将30wt% H2O2水溶液加入步骤(1)的混合液中进行反应， 控制反应温度不超过40℃，得到反应液;H2O2与所述的FeSO4·7H2O的摩 尔比为1.1～2.0：2;
(3)往步骤(2)的反应液中加入浓硫酸，浓硫酸与所述的FeSO4·7H2O的 质量比为0.04～0.1：1，搅拌均匀，得到聚合硫酸铁水处理剂。
2.根据权利要求1所述的聚合硫酸铁水处理剂的制备方法，其特征在于： 步骤(2)中所述的H2O2的物质的量为理论计算值的1.1～2.0倍。
3.一种聚合硫酸铁水处理剂，由权利要求1或2任一项所述的制备方法得 到。
4.权利要求3所述的聚合硫酸铁水处理剂应用于废水处理及污泥处置工艺 中。
说明书
一种聚合硫酸铁水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种聚合硫酸铁水处理剂及其制 备方法。
背景技术
聚合硫酸铁是一种优质、高效的无机铁盐高分子絮凝剂，具有脱色、除臭、 除浊、除油、脱水、去除废水中有机物(COD)等功能，兼具混凝性能优良、 矾花密实、沉降性能好等优点，在工业废水和饮用水给水处理中得到广泛应用， 特别是用于污泥脱水工艺中，具有污泥含水率低、处理效果稳定等优点。
目前聚合硫酸铁的生产方法主要分为两大类，催化氧化法和直接氧化法。 催化氧化法是在NaNO3、HNO3等催化剂的作用下，利用O2将Fe2+氧化成铁离 子，Fe3+在发生水解和聚合反应后得到聚合硫酸铁。使用催化氧化法进行聚合硫 酸铁的生产，在操作过程中需要控制硫酸的投加量、催化剂的投加量、空气(O2) 投加量、反应温度以及反应时间，操作步骤繁琐，且有可能生成氮氧化物的废 气污染问题，对生产过程的安全要求较高。此外，该方法生产周期较长、单位 时间产量低，生产过程中外泄的氮氧化物对人体和周围环境污染较大，成品中 混杂的亚硝酸钠限制了药剂在饮用给水方面的应用。
直接氧化法是利用Cl2、NaClO3、H2O2和O3等药剂的强氧化性，直接将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+在发生水解和聚合反应后得到聚合硫酸铁。采用直接氧化法可 以利用氧化剂和Fe2+的快速反应来生产聚合硫酸铁，生产周期短，步骤操作简 单，有一定的生产优势。专利申请201110148961.3公开了一种聚铁絮凝剂的制 备方法，该方法利用直接氧化法来生产聚合硫酸铁水处理药剂，但是该方法操 作困难，生产成本高，产品含有杂质，不能达到全铁质量分数≥11%(液体)的 国家标准。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种聚合硫酸铁 水处理剂的制备方法。该方法利用H2O2氧化Fe2+，将Fe2+氧化形成Fe3+来生产 聚合硫酸铁水处理剂，工艺简便。
本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的聚合硫酸铁水处理剂。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种聚合硫酸铁水处理剂的制备方 法，包括如下步骤：
(1)将FeSO4·7H2O与水按质量比1：0.3～0.5混合溶解，得到混合液;
(2)边搅拌边将30wt% H2O2水溶液加入步骤(1)的混合液中进行反应， 控制反应温度不超过40℃，得到反应液;H2O2与所述的FeSO4·7H2O的摩 尔比为1.1～2.0：2;
(3)往步骤(2)的反应液中加入浓硫酸，浓硫酸与所述的FeSO4·7H2O的 质量比为0.04～0.1：1，搅拌均匀，得到聚合硫酸铁水处理剂;
所述的H2O2的物质的量优选为理论计算值的1.1～2.0倍;
所述的理论计算值是指机理反应方程式中的值;
所述的浓硫酸为98wt%的浓硫酸;
一种聚合硫酸铁水处理剂，由上述制备方法得到;
所述的聚合硫酸铁水处理剂可应用于废水处理及污泥处置工艺中。
本发明的机理反应方程式如下：
2Fe2++2H++H2O2→2Fe3++2H2O+O2
Fe2(SO4)3+nH2O→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+0.5nH2SO4
m[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]→[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明利用H2O2和Fe2+进行氧化反应制备聚合硫酸铁水处理剂，能够 快速地生产符合用户需求的产品，生产速度快;通过控制反应温度不超过40 ℃，保证了H2O2的利用率和Fe2的转化率，原料利用率可达95%以上。
(2)本发明的生产工艺简单，反应装置简便，易于操作，原料消耗量少， 成本低，可以应用于工业化大生产。