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直接氧化法生產(chǎn)聚合硫酸鐵的控制分析

發(fā)布時(shí)間:2022年4月27日    

聚合硫酸鐵是一種新型高效無(wú)很高分子混凝劑,無(wú)毒無(wú)害,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,能與水混溶,在水處理過(guò)程中,聚合硫酸鐵能很快形成大量的多核絡(luò)離子,很易生成絮體,混凝性能較好。而且耗量少、降速度快、PH適用范圍寬、水中殘留鐵離子少、水解產(chǎn)物脫水性能優(yōu)良,重金屬的去除率高,出水質(zhì)量?jī)?yōu)良,處理成本低。優(yōu)于聚合氯化鋁、硫酸鋁、三氯化鐵等其他混凝劑。聚合硫酸鐵的生產(chǎn)方法有催化氧化法和直接氧化法兩類,今天給大家介紹一下直接氧化法生產(chǎn)聚合硫酸鐵的控制分析。

1、生產(chǎn)原理

過(guò)氧化氫是一種強(qiáng)氧化劑,在酸性條件下將Fe2+氧化為Fe3+,生成的硫酸鐵再經(jīng)過(guò)水解和聚合,即可制得液體聚合硫酸鐵產(chǎn)品。其主要反應(yīng)方程式如下:

(1)氧化反應(yīng):2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O

(2)水解反應(yīng):Fe2(SO4)3+nH2O=Fe2(OH)n(SO4)(3-n)/2+n/2H2SO4

(3)聚合反應(yīng):mFe2(OH)n(SO4)(3-n)/2=[Fe2(OH)n(SO4)(3-n)/2]m

2、生產(chǎn)控制分析

(1)硫酸的控制

聚合硫酸鐵的合成關(guān)鍵在于酸度的控制,硫酸.的加入量對(duì)產(chǎn)品性能(鹽基度)有很大的影響。通過(guò)硫酸的加入量來(lái)控制酸度,采用七水硫酸亞鐵與硫酸的物質(zhì)的量比為1 :(0.44 ~0.45) ,可獲得較高堿化度的產(chǎn)物,因?yàn)樗岫忍?不利于FeSO4的氧化,且Fe2(SO4)3也不易水解;酸度太低,生成的Fe2 (SO4)3易轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀。

(2)氧化劑的影響

由于過(guò)氧化氫氧化Fe 2+的速度很快,只要加入的過(guò)氧化氫足夠多,就可保證亞鐵離子被徹底氧化。但由于過(guò)氧化氫見(jiàn)光易分解,在較高的溫度或酸性條件下都很不穩(wěn)定,會(huì)迅速分解,導(dǎo)致其使用率低。且過(guò)氧化氫本身的生產(chǎn)成本較高,價(jià)格較為昂貴,所以筆者公司聚合硫酸鐵生產(chǎn)中選用大量的氯酸鈉為主氧化劑,,少量的過(guò)氧化氫作為氧化助劑進(jìn)行反應(yīng)。硫酸亞鐵加入量與氯酸鈉加入量的物質(zhì)的量比為6:1,在反應(yīng)結(jié)束后一次性再加入少量氧化助劑,使還未完全轉(zhuǎn)化的Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+ ,提高其轉(zhuǎn)化率,提高產(chǎn)品的鹽基度。

通過(guò)計(jì)算,生產(chǎn)1t聚合硫酸鐵需要加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氯酸鈉34 kg, 加料時(shí)間為10 m in;雙氧水的加入量為1 kg,在反應(yīng)快結(jié)束時(shí)一次性加完。

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