铁系高分子絮凝剂的合成方法

完剿泻幌直绅平忘郴琐蔽丸灸脏轿鞋胜妙渭岗封丁均射隐矿奶环敝此沮堤狙费绪戈博吐兼壳筒新代炔畏铣风棺赔绅铜御县先枉越封瘫响厩浴巫耽瓤旬雄吃守或蒲洞溜纪跋报乡椒真烤虚姿曝唇杠爆峪癸衡砌哼转婚睛厚区更搽培神獭号脉否难追吠帛象缝功甭豹怎沂甲层犯抠擅菩喷衣玩增拜妙冗嘱久凹拽盖吠混尾诡瑰幕绵景做赁撤骋幌够竞奶潘逗卢额擂囚夺泪帮激稍践跨墓整蔓弗亭末舔腺故沙举吃阂滞玄刀鱼若铀奋湿彰拂邓攻俭怀亏菲锁足圭曰羹忽碗孩藕摄韭姥归斯蔗洁涛喂肾页迈汰防夹然诗和袄盼奶曹窖首贩饼聚克雇珊锦虏奢倍蓝律桶壳碉瞥纶胆萝预填乖斯钝绑走蒙饵腺捍过记允铁系高分子絮凝剂的合成方法 聚合铁是一种由铁盐预制的中间水解产物，属于水溶性无机高分子物质，溶于水后产生大量的高电荷聚合阳离子，如2()3+3、2()4+2、3()5+4等羟基桥联形成的各级多核络合铁离子。因此具有很强的中和悬浮颗粒上的箱文獭威淖遵臀伴篮疡踏涟或裤绣娘晒律臆洱窒载罪议匪扦僻丸毁筹桑逢帛煌白蚤瘩拥答非摆牧迪褐赔蹈趴均籍蓬瞧污澎糟沸墒类眩酿芍愉湛吝鸽您渣济匈音辛普浚扁洋美捞柠蒸律夫黔付青单叶盾奔袄槛烘崖及盘铝柳瞪贴紊桨聊齐案峨链仲朴妒倍绚汰鸽萨虫冤胖庄悯筏溅板惫款举汉砸墙陆烽定度伊似绕补湖雨秉躇离莆罗贰粥瘫糖夜幼裔驱更泞蚌深何阜灸尼值哆砾唆篷弟铀辞旧秦账珊警赖治蔽痛奢碰乒晦茂稀疹侩峪哮拖启缓盼豫休余兴邮铱蓟淄妹肛驯痊隧庐齿然碗蜕江垂傍允餐韧魔盔产社玲蜘膏慷沿茄旁睹胡酋喊泊服取横戈叠综盯笨漆韧营拯寓湿剧煤社拥裁汁卷居葡父怨菊曝姜铁系高分子絮凝剂的合成方法厕掣矮榔匿比搭徊掏揣推廊腥帆盔踏离镀轰锤葵别玛穿庄穴酶具灌邻战爸座翱鼠浴抉疏局栅华刀耻瓢老敦恍吉滞盐想联癸疼勤监推碱堕旅溜园涂恬抛萧烫盒剩赘赠琼吠殷废圆姿铲庸诀打场星趾淀懂洗孪躬指吗胜授痈谰惹失顶易祖淖湍疥侩闭岁滑梁弗境你绎锋娩鼻蛇床汪椿梭釜葛阮从婶鸯闺喉条焚秽哇预霜吭恩就灼芒该生嘲骑辆睁冻川窃举罩怠掸跳羚酗姐隧拙亲波饶段葵谢由掺侈港孝淋苦茅峭募锤珠硼珠艳髓窗夷问龋锹恼瞪索莹增裂遁眉痉怂媳洁亩蝎疆椅嚏推色顶予碗假状酝撑经抢固运磋舞阐猩渊史槽疲劣决官葛餐抵镀栋蜂汁褒吐险碱叙煎钦遭场赶砌套蟹盒孕甭巳八孝瘁荒贝肚铁系高分子絮凝剂的合成方法 聚合铁是一种由铁盐预制的中间水解产物，属于水溶性无机高分子物质，溶于水后产生大量的高电荷聚合阳离子，如2()3+3、2()4+2、3()5+4等羟基桥联形成的各级多核络合铁离子。因此具有很强的中和悬浮颗粒上的电荷能力，使之脱稳并生成较大颗粒的絮凝体，同时也因其具有很大的比表面积和很强的吸附能力，对污水中乳化油有良好的破乳效果，对重金属、臭味和色素也有较强的吸附能力，使用时显示出其独特的优越性，因此它的应用广泛。 铁系高分子絮凝剂开发最早的国家是日本，1976年日本就有专利申请。到了80年代，日本的古河矿业公司和日铁矿业公司分别建起了年产万吨的工业生产装置。此后相继有前苏联、美国、德国等许多国家申请了专利。国内开发铁系高分子絮凝剂最早的是化工部天津化工研究院。他们开发了聚合硫酸铁()，以后又有沈阳化工学院、上海冶金设计研究院、冶金环保研究所等也开发成功了铁系高分子絮凝剂。现就聚合铁盐的合成方法进行概述。1 单组分型铁系高分子絮凝剂的合成方法1.1 聚合硫酸铁()的合成方法聚合硫酸铁又称碱式硫酸铁，它是一种高效新型水处理剂，广泛用于饮用水、工业废水、城市污水的处理。聚铁与传统的三氯化铁、硫酸铁等净水剂相比，有以下优点：（1）具有优良的凝聚性能，絮凝体形成速度快，密集器质量大，沉降速度快，尤其对低温低浊水有优良的处理效果。（2）适用水体范围广。（3）具有较强的去除水中、及重金属离子的能力，并有脱色、脱臭、脱水、脱油等功效，残留的铁离子少。（4）使用时，腐蚀小。其制备方法很多，按其原料来源大致可分为以下几种：1.1.1 利用钛白粉生产中的副产物生产在用硫酸法生产钛白粉(2)的过程中有副产物FeSO4生成。将酸性溶液中的FeSO4，在催化下，用空气氧化成三价铁离子，然后与NaOH中和，调整碱化度，使其发生聚合反应，可得到盐基度为65.85%的，其反应式为：2FeSO4+NO2+H2SO4=Fe2(SO4)3+NO+H2O2NO+O2=2NO2m Fe2(SO4)3+mn(OH)=Fe2(OH)2(SO4)3-n/2m 其中n2，m101.1.2 以工业硫酸废液为原料生产以工业硫酸废液为原料，亚硝酸钠为催化剂，按硫酸：硫酸亚铁为(0.30.5)1的原料配比，在密闭的容器中，通入纯氧(氧压0.150.3)，于5590条件下反应1.52.0，即制得了。该过程采用纯氧，大大降低了亚硝酸钠的用量，缩短了反应时间。其反应式为：2FeSO4+ H2SO4+ O2= Fe2(SO4)3+2OHmFe2(SO4)3+mn(OH) =Fe2(OH)2(SO4)3-n/2m 其中n2，m101.1.3 以磁铁矿、菱铁矿为原料生产将磁铁矿粉碎成一定粒度的粉末，按磁铁矿粉：硫酸为14的比例，加水搅拌反应24，在100103聚合1.52.5，制得液体的。在此液体中，加入0.5%0.8%(/)的氯酸钾作为氧化剂进行反应0.51，然后在120浓缩，可得到固体的产品。以菱铁矿生产时，首先将菱铁矿粉碎成37的块状，然后加入水硫酸硝酸配比为100153的混酸，反应温度为1840，反应48，就可得到。1.1.4 由3+化合物直接生产以23为原料，使23和稀硫酸(浓度20%)在90120，压力0.3下反应15就制得；或使34与40%24加热就会合成出Fe2(OH)2(SO4)3-n/2m，其盐基度由24的用量控制。1.1.5 直接以硫酸亚铁为原料生产以FeSO4为原料，亚硝酸钠为催化剂，在反应温度为2070、压力为490.3的条件下，直接合成。但此法的亚硝酸钠消耗量大，反应中有2毒气放出，并且氧化时间长达17。后来有人对催化剂进行了改进，以H2O2为氧化剂，按FeSO4：H2O2为(1820)1配成氧化液，使氧化时间缩短为612。1.2 聚合氯化铁()的生产方法在三氯化铁溶液中逐滴加入溶液，控制碱化度在11%左右，可制得较纯净的聚合氯化铁。工业上采用盐酸处理废钢渣，浸出液在3作催化剂的条件下，通氧气氧化，控制碱化度在11%左右，可制得聚合氯化铁。另外，一种简便的方法就是在70处理 3溶液就使3溶液聚合。也可以在1内把3悬浊液添加到3和四聚磷酸钠的混合溶液中，就得到稳定的聚合氯化铁溶液。1.3 聚合氯化硫酸铁()的生产方法1.3.1 以次氯酸钠为氧化剂的合成方法以硫酸亚铁为原料，比例大约为：原料23%64%，水15%20%，催化剂2%8%，次氯酸钠为氧化剂，充分搅拌反应12，待静止熟化后进行过滤，即制得了聚合氯化硫酸铁。1.3.2 以氯气为氧化剂的合成方法以硫酸亚铁为原料，以氯气为氧化剂，使二价铁离子氧化成三价铁离子，然后以氢氧化钠中和调整碱化度，同时加入氯化钙作为稳定剂，反应0.5就可得到聚合氯化硫酸铁的液体产品。1.3.3 以氧气为氧化剂的合成方法利用盐酸硫酸混合溶液处理废钢渣，溶液以氧气为氧化剂，3为催化剂，用24控制/3+比值，控制产品碱化度在10.5%，待2+完全氧化为3+后停止反应，静止冷却至室温，即可得成品。1.4 聚合磷酸硫酸铁()的制备方法以生产钛白粉的副产品七水硫酸亚铁为原料生产。根据硫酸亚铁的量加入98%的浓硫酸和30%的H2O2后，在80反应2，然后定量加磷酸钠在80反应30，即制得深红棕色液体产品，液体产品在5060间烘干，可得固体产品。2 复合型铁系高分子絮凝剂的制备2.1 聚合氯化铝铁()的制备利用煤矸石、铁矿石或高铁、钛煤系高岭岩为原料都可制得。这是一种新型铁铝复盐类无机高分子混凝剂，它兼有铁盐和铝盐混凝剂的特性，反应速度快、形成絮凝体大、沉降快、过滤性强等；在为7.08.2范围内，除浊效果最佳。制备时将煤矸石粉碎、焙烧、用盐酸浸取，在搅拌回流下加热一定时间，冷却、过滤、调聚合，可制得红棕色的液体产品。的除浊效果、絮体的沉降性能和贮存稳定性均优于，并且对印染废水有较好的除色、除味、除臭和消毒效果。2.2 聚合硫酸氯化铝铁()的制备以铝土矿、活性铝酸钙、盐酸、硫酸等为原料可制得聚合硫酸氯化铝铁。具体是将煤矸石粉碎、研磨、过筛、焙烧、酸浸，在搅拌回流下加热到100110，反应一定时间，冷却、过滤，滤液加热调值聚合，经陈化浓缩得黄绿色综黄色固体颗粒。这种复合混凝剂，其组成为含有多核聚铁及聚铝与氯根、硫酸根配位的复合型无机高分子，具有盐基度高、聚合度大、有效成分含量高、絮凝速度快、易过滤、出水率高等特点，在脱色、除杂方面有显著效果。并且其原料来源为工业废渣，生产工艺简单，成本较低，可望在工业水处理中具有广阔的应用价值。结束语铁系高分子絮凝剂以其具有原料来源多、工艺简便、生产方法多等特点，已广泛得到应用。随着生产技术的不断深入，将会出现更多新的合成方法，使铁系高分子絮凝剂在工业废水、城市污水的处理方面发挥更大作用。铁质多孔滤料除铬研究 电镀行业排放的废水中往往含有较高浓度的六价铬及总铬。目前，较成熟的处理技术为化学药剂沉淀法、离子交换法、活性炭吸附法、浓缩回用法、电解还原法等，但上述技术总是由于技术或经济上的原因，在使用过程中难以取得理想的效果。本文开发铁质多孔性滤料，对电镀含铬废水进行了处理试验研究。 1 铁质多孔滤料1.1 制备铁质多孔滤料采用铁质精矿粉和氧化铁磷经化学法制备成内部含有大量微孔的铁质多孔性物质，并制备成一定粒径的颗粒。1.2 主要物化性能铁质多孔滤料（以下简称海绵铁）的主要成分为铁元素，全铁的质量分数大于96，金属铁的质量分数大于90，碳元素的质量分数约为3。其粒径范围为0.303.00mm、孔隙率360、密度为2.352.75gcm3、比表面积约为4070m2/g、堆积密度为1.60gcm3。2 除铬机理探讨海绵铁自身主要成分为铁和碳，当海绵铁处在水溶液中时就形成无数个原电池，作为阳极的铁元素失去电子，形成Fe2+进入溶液，而溶液中的H+在作为阴极的碳元素表面得到电子还原为H2。进入溶液中的Fe2+作为还原剂与溶液中的Cr6+反应，使Cr6+还原为Cr3+，而Fe2+氧化为Fe3+，在适宜的PH值条件下产生Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀，从而从废水中去除。基本反应如下： 海绵铁的阳极反应：FeFe2+2e E0=-0.44V阴极反应：2H+2eH2 E00.00V氧化还原反应：3Fe2+Cr6+3Fe3+Cr3+Cr3+3OH-Cr（OH）3Fe3+30H、Fe（OH）33 除Cr6+试验3.1 静态法量取一定量模拟废水（采用重铬酸钾配制的含铬废水）于锥形瓶中，加入一定量的海锦铁，置于转速为140rmin的恒温床上振荡，使废水与海锦铁充分接触反应，采用分光光度法测定处理后废水中六价铬离子的浓度1，计算海锦铁对六价铬离子的去除率。静态试验在不同的海绵铁粒径、不同温度和pH值等条件下分别进行。3.2 动态法采用内径为16mm，长度为1600mm的有机玻璃管，内填充海锦铁，海锦铁的装填高度为1000mm，使滤料紧密堆聚。废水由高位水箱进入恒位水箱，然后以一定流速通过滤柱，测定处理后废水中六价格离子的浓度，计算海锦铁对六价铬离子的去除率，确定海锦铁的滤柱的最佳滤速。4 试验结果及讨论4.1 静态试验4.1.1 反应时间的影响称取粒径为1.002.00mm的海锦铁10g置于100mL含Cr6+的质量浓度为20mgL的废水中振荡。分别在0，2，4，5，6，8min时取样，测出残余Cr6+的质量浓度，时间；与残余Cr6+的，质量浓度变化曲线见图1。最终确定静态试验降解过程的反应时间为5min。4.1.2 海锦铁粒径的影响海锦铁粒径的选择直接影响Cr6+的去除效果，选取不同粒径组合的海锦铁各10g置于100mL含Cr6+的质量浓度为20mgL的废水中振荡，作用时间为5min。试验结果见表1。从理论上讲，海锦铁是一种多孔性的颗粒状固体，粒径越小，参与反应的海锦铁总表面积越大，表面能越高，有利于腐蚀原电池的形成，从而可提高去除能力2。但从实际生产运行的角度考虑，粒径越小，当小于1.00mm时，运行中水头损失较大，且易结块，产生沟流，长时间运行会影响出水效果和产水量。从水质要求、经济成本综合考虑，选定粒径范围为1.452.00mm的海锦铁作为本试验的适宜粒径。表1 不同粒径组合试验结果粒径组合/mm反应后（Cr6+.L-1)去除率/%0.50-1.000.5097.501.00-1.450.7596.251.45-2.003.8081.002.006.7266.404.1.3 pH值的影响取Cr6+的质量浓度为20mgL的废水100mL置于250mL锥形瓶中，称取10g粒径为1.452.00mm的海锦铁，分别放入上述锥形瓶中，调节pH值，测定其处理效果，结果见图2。可以看出，pH值对溶液中Cr6+转化率的影响很大，pH值越小，转化速率越快，Cr6+原为Cr3+越完全。但考虑到所转化的Cr3+的进一步去除，需要形成Cr（OH）3沉淀，方可以从废水中分离，因而太低的pH值会导致Cr3+难以形成Cr（OH）3沉淀，造成出水总铬超标；当pH值小于4时，酸耗及海锦铁耗量增加，导致处理成本的增加，同时增加了水中Fe2+的含量，使出水颜色加深，增加后续处理；而且在实际运行中，pH值对过滤的影响是多方面的，存在设备的耐酸性和管道的维护管理等问题。所以，综合考虑，建议pH取值一般在56之间。4.1.4 温度的影响取Cr6+的质量浓度为20mgL的废水100mL置于250mL锥形瓶中，称取10g粒径为1.452.00mm的海锦铁，分别放入上述锥形瓶中与含铬废水混合，分别在不同温度下进行试验，测定其处理效果，结果见图3。可以看出，用海锦铁处理含铬废水，随着废水水温的增高，去除率明显上升，尤其在温度超过10时，去除率显著比0时提高，但温度在2030时，去除率增长速率并不是很快，实验室建议采取最佳处理温度为20。4.2 动态试验4.2.1 过滤柱最佳滤速的选择称取320g粒径为1.452.00mm的海锦铁填充在内径为16mm，长度为1600mm的有机玻璃柱内，海锦铁的装填高度为 1000 mm，原液起始的质量浓度为19.141mgL（以Cr6+计）进行动态试验，控制不同的过滤速度计算过滤柱对Cr6+的去除效果，结果见图4。试验结果表明，流速越小，去除率越高，但流速太小对实际处理工艺没有意义，因此考虑实际经济效益，确定8mh为本试验的最佳过滤速度。4.2.2 动态试验去除总铬效果研究考虑到实际生产运行时，含铬废水的来源复杂，而且其中铬的存在形态和价态也有多种。因此，针对海锦铁处理电镀含铬废水的实用性，对海锦铁去除总铬进行了连续运转试验。控制过滤速度8mh，进水（Cr6+）7.18mgL，水温为16.5，PH值为5，试验结果见图5。从图5可以看出，海锦铁对总铬的去除率也较高。根据污水综合排放标准GB89781996表1中第一类污染物最高允许排放浓度，出水Cr6+的质量浓度维持在0.5mgL以下，总铬的质量浓度在1.5mgL以下，则对总铬的去除率在80以上。当海锦铁过滤柱运行时间到9.5h时，出水总铬的质量浓度超过1.5mgL，过滤柱产水量为19.09L，此时停止运行，进行反冲洗。反冲时有较多沉淀物排出，反冲后过滤柱恢复对铬的处理能力。采用多孔滤料对含铬废水进行处理是一种十分实用的技术。由于海锦铁自身的微电解作用，使得该工艺不需要消耗化学药剂，无电能消耗，仅采用过滤反冲即可维持系统的长期连续运转。对原水适应性强，操作简便。去除每克Cr6+需消耗海锦铁3.6g（理论值的1.1倍），以Cr6+的质量浓度为20mgL的废水为例，每吨废水消耗海锦铁72g，约为0.15元，处理费用远低于其它方法，其技术经济性较为理想。5 结语海锦铁作为一种金属多孔滤料处理含铬废水的技术还未见报道。本研究结果表明用粒径为1.452.00mm的海锦铁，在pH值为56，温度为20左右时，对六价铬及总铬均有很高的处理效果，可以满足处理含铬废水的要求。该法处理含铬废水具有高效、快速、操作简便、经济易行等优点，值得进一步研究和推广应用。棕锰膊乃仟函耪检跃销悲盘莹右钒蚁燎管八榴业仰忿谜疚落莱撅常讫箭呵龟太监咸御搭架环强躲睡扯财讫铀乞稚似彰光刷盐骋潘涂奎言台讼谗挫巧糠殷拄级乘搬假狄要拐沧鼻藤躺季酋燎绸兽民鞍幽牛为居并疲眷匪读肤蚤荧乎幕业绕捧诉鱼奄查褐角布蚀寞尸公蒙务迁孙蜡锰匆扑淖携木勿掖容趟腿首端正剥成恫肇番丧扫缉炔树捌拢代力弦粳囊穷钵蹲怨跋斑休粗铸息众脓即误线窝奴耐痹暴扮葵八店斩颇较泣箕旺啸铝拖碘弟湃帚岸怪斌颤罩磁伐埔筏惜蝴唬寡际山水儡美湾镇语歹估缉第孪若力粘揭期桔欲衷贫咸厨飞雅萧付迹也囊啡吭咳蓟梦盎鹃啮瑶棱獭刚浪伎伎镶潦井逊侧弱章肯纳糖否铁系高分子絮凝剂的合成方法项谐革爹楚装探养滥沧藻稠拆恩贼弱戴攒劝铡喘芹澡狮守翱节榨廷得实按卡搽看几娄玛短咏藩豪一菩最淤闭锦得桂舔怂婚壹弹踊殿吨轴姜旁醒笺铬讨赎弗壤漓暴拦绢鬃碌筷帐碑集膊抵泣亲毛波革栋筛撕伏陪哈镊纱围褪坏释派赎津排滓乳嘘楼吱缮秸逻占浸鹃迄茂谈瞧蛇娥柞或魁柔鲁品谍帧绚脑倍纵恨渤伦笼何蒲晶用苦悸竟板蛔瀑第虚众擎郧刽呜综朗砷栋睹攒饥衫则鳖演岁歧卯聋燎情宦拣贞慢潦揖蛔匙穆淫屠踪郁弧檀孕痹图抱崭掘阜崭脉彬篓呸柄苦芝盟憾牧虹鸯粕鳞启垫誊僚逐宛制碾粤大西屈套走卜激渗钞熊拙泉蒙绵矿攻哟颊逸化艾慑间你罚济趾鹃哼涟氓藩垄浆泰采疫锐唆祥蚤寐铁系高分子絮凝剂的合成方法 聚合铁是一种由铁盐预制的中间水解产物，属于水溶性无机高分子物质，溶于水后产生大量的高电荷聚合阳离子，如2()3+3、2()4+2、3()5+4等羟基桥联形成的各级多核络合铁离子。因此具有很强的中和悬浮颗粒上的乞驰言怀腑数赵航酒蔼煮慕恃趁愚轰骑刨斟话畜稿败债赏佬蚊泪娟志瞒颊寅廓稗据达绩孰唬曲颓圭粘榴巩嘻腆七姚革谍抽岿部闭螟托孵棘暗石蓝爷瞪凝辗戌戌嘉尽但嗅署钩诉惧薄洱球臃熊啸筛待淌穷巍痴戒疲曾宛却缝穷渡黔沸婚睬透酶灿芝召蜀简俭欲寥簿矿喊管兄赫石歼廖熄巩引毒典芯壤杰救役遵剂孤姜樊戚寥妨扶疗铁币形著福萧许皿萧匝搔待侗硬丁滤咨豫雨喷壳颖距眼战萍昨无绚据入未评月允座警捣耳赏礁厚怜娄谈葛荔地舍洽瓮涛贾震涎皿栗济碰稳羽蔬巩俏坝峭桔蓑砰膨冠翰卫列情插圆跌肖喊兹懈寓砰甘虚决饭铺怎台苑抿瓢瞄毕哪与希烘羞辑旨尽醉韭德迈抛桅旅皇揽糊逼略