专利名称：固体型聚合硫酸铁的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种固体型聚合硫酸铁的生产方法，其产品是一种高效净水剂，可净化生活饮用水、处理工业污水、城市废水、污泥。
常用的净水处理剂有硫酸铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等，八十年代液体型的聚合硫酸铁得到应用，这些净水剂都存在某些缺点，如对色度、重金属离子、SS、CODcr、BOD、和放射性物质等脱除效果较差;铝盐系列的净水剂应用于生活饮用水处理带入大量的Al3+、Cl-离子，这些离子对人体是有害的。有的使用量较大，溶水性能较差，有的性能不稳定。
近年来，国内外都在研究试制固体型聚合硫酸铁，所采用的工艺路线各不相同，如美国《化学文摘》74953e和100∶88152t的报导，前者是用硫酸亚铁在碳酸钠存在下调节一定碱化度后，用空气氧化，温度经650℃、634℃、270℃三个阶段得产品;后者氧化温度经60℃、85～90℃、180～200℃三个阶段的控制，用硫酸调节聚合得产品，两者均存在中间物性能难以控制和产品性能不稳定的问题。
国内生产方法有①中国专利CN89105193.8“用于净化水的聚合铁生产方法”，是将经空气氧化所得的液体聚合硫酸铁浓缩固化得到固体聚铁，因而投资费用高，产品性能不稳定;②中国专利CN8910236.6、“水处理用碱式硫酸铁混凝剂”是高温空气氧化加硫酸聚合得到固体聚铁产品其能耗大，投资费用高，产品性能不稳定，混凝效果差;③中国专利申请号91109828.3“固体硫酸聚铁的生产方法”，用空气氧化经500～600℃温度得到中间体，在调聚剂存在下用硫酸调聚，再经陈化得到固体硫酸聚铁产品，同样能耗大、需回转炉、聚合釜等设备，投资也大，生产成本高，中间物相当于氧化铁红，调聚与陈化时间长，产品性能不稳定，混凝效果差。
鉴于上述诸多方法的不足，本发明提出一种改进的生产方法，以便降低能耗和生产成本，提高产品的质量。
本发明的工艺过程是将原料硫酸亚铁(俗称绿矾)在干燥室内经60～90℃的热空气干燥、脱水，同时伴有部分氧化得到灰白色粉末状-水合硫酸亚铁(FeSO4·H2O)，冷却后转入氧化器，喷入硝酸溶液，用量为6～10%，常温下静态氧化1～2小时，再加热升温至125～150℃，得到黄棕色中间物，检测分析用1N NaOH溶液滴定至无兰墨色沉淀，氧化度可达90%以上。
中间物经粉碎后，转入聚合锅，加入硫酸溶液，用量为原料的28～30%，搅拌均匀，再加入催化剂1～3‰混匀后迅速转入专用塑料袋密封，常温下静置反应36～48小时即得固体聚合硫酸铁。
催化剂是用NaClO、H2O2(30%)和KCl配制而成，各组分的重量比分别为1∶(1～2)∶(3～4)。
产品经捣碎后添加0.5～1%增效剂混合均匀得到淡黄色粉状成品。增效剂的配方(重量比)为含氯氧化物∶硬脂酸∶还原剂∶稳定剂＝1∶2∶(0.8～1.0)∶(0.2～0.3)。
本发明(干法)所得的产品与湿法生产的产品相比，粘性小，不潮解(湿法所得的产品为树脂状)，性能稳定。
本发明同现有技术相比具有下列优越性①、氧化反应是在150℃以下进行，不需高温回转炉等设备，因此既节省投资，又降低能耗，而且容易控制，生产成本低，只为碱铝的50%左右，②、工艺路线简便，产效高，成品原料的比率达到85%，固化时间短，比一般技术缩短5天，③、产品性能稳定，放置一年不降低净化水混凝效果，由于添加增效剂，提高了产品的杀菌消毒功能。经它处理的生活饮用水，符合《国家生活饮用水卫生标准》。
下面结合实例对本发明做进一步说明将硫酸亚铁1000Kg置于干燥室内，控制室温80℃干燥，制成灰白色粉状物-水硫酸亚铁(FeSO4·H2O)，冷却后转入氧化器，喷加100Kg硝酸，静置氧化2小时后再加热升温150℃，至检测分析达到终点，得到黄棕色中间物。检测分析用1N NaOH溶液滴定至无兰墨色沉淀，氧化度可达90%以上。经粉碎得橙黄色(略带灰色)粉状氧化物650Kg，于聚合锅中通入硫酸溶液300Kg(聚合是间歇进行的)，搅拌均匀后加入催化剂1.5Kg，混合均匀后装入专用塑料袋密封包装，静置36小时后即可出料，产品经粉碎添加增效剂8Kg混合均匀，得到淡黄色粉状成品850Kg。装入无毒塑料袋，外衬编织袋密封包装，置于阴凉避光、避热处贮存。
催化剂配方(重量比)为NaClO、H2O2(30%)和KCl配制而成，各组分的重量比分别为1∶(1～2)∶(3～4)。
增效剂的配方(重量比)为含氯氧化物∶硬脂酸∶还原剂∶稳定剂＝1∶2∶(0.8～1.0)∶(0.2～0.3)。
本发明方法所得产品其质量标准如下序号 项目名称 质量指标1 全铁(Fe3+)含量(%)≥ 18.52 还原性物质(Fe2+计)含量(%)≤ 0.153 碱化度(%) 10～144 PH值(1%溶液) 2.0～3.05 砷(As)含量(%)≤ 0.00056 重金属(以Pb计)含量(%)≤ 0.00157 水不溶物含量(%)≤ 0.50本产品应用于生活饮用水净化处理，其用量少(为硫酸铝的1/4～1/3)，混凝速度快，形成矾花颗粒粒径、比重大，混凝效果好，出水水质、色度及铁含量均符合《国家生活饮用水卫生标准》，经省卫生防疫站，按我国工业毒物急性分级标准，急性毒性试验，经口LD50(小鼠经口)>10.0g/kg属实际无毒。
应用于工业污水、城市废水的处理，效果更为显著，如色织印染厂高色度的废水处理，其用量为千分之一，24小时后完全脱色。
权利要求
1.一种固体聚合硫酸铁的生产方法，以硫酸亚铁为原料，经氧化、聚合反应制成产品，本发明的特征在于硫酸亚铁干燥脱水后，在常温下用稀硝酸氧化1～2小时，再加热升温至125～150℃温度，保持1～2小时得中间物；中间物粉碎后与硫酸溶液搅拌均匀，再加入1～3‰的催化剂室温下混匀，密封静置36～48小时即聚合得固体聚合硫酸铁。
2.根据权利要求1所述的固体聚合硫酸铁生产方法，其特征是稀硝酸的用量(重量)为原料的6～10%，硫酸溶液的用量为原料的28～30%。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是加入的催化剂是用NaClO、H2O3(30%)和KCl配制而成，各组分的重量比分别为1∶(1～2)∶(3～4)。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征是将聚合所得的产品粉碎后，添加0.5～1%的增效剂，混合均匀，得到淡黄色固体产品;增效剂的配方(重量比)为含氯氧化物∶硬脂酸∶还原剂∶稳定剂＝1∶2∶(0.8～1.0)∶(0.2～0.3)。
全文摘要
一种固体型聚合硫酸铁的生产方法，以硫酸亚铁为原料，经氧化、聚合反应制成产品，其特征是干法低温生产，用稀硝酸作氧化剂，在150℃以下得中间物；中间物加入硫酸溶液、催化剂混合均匀，密封，常温下聚合得固体型聚合硫酸铁，粉碎后加入杀菌消毒的增效剂即可使用。催化剂采用NaClO、H本发明工艺简便；投资省耗能低；产效高；无三废排放；生产成本低；产品质量稳定；功能齐备，可广泛用于生活饮用水、工业污水和城市废水、污泥等净化处理。
文档编号C02F1/52GK1105342SQ9411109
公开日1995年7月19日 申请日期1994年7月29日 优先权日1994年7月29日
发明者易佑华, 蒋新月, 易玲 申请人:易佑华