聚合硫酸鐵(聚鐵)生產(chǎn)新工藝,具有顯著(zhù)社會(huì )和經(jīng)濟效益
聚合硫酸鐵(簡(jiǎn)稱(chēng)聚鐵)是一種新型的無(wú)機高分子絮凝劑,液體產(chǎn)品為紅褐色粘稠溶液。它具有良好的絮凝和吸附機能。實(shí)踐表明,它是除COD、BOD、脫色、除臭等的優(yōu)良水處理劑,在工業(yè)用水及污水處理中得到了日益廣泛的應用。其傳統的工業(yè)生產(chǎn)工藝如下:
把硫酸亞鐵和硫酸配成一定濃度的水溶液,加熱到40℃以上,在充分攪拌的條件下,慢慢充入02,其壓力控制在一個(gè)大氣壓以上,然后分批加入NaN02,反應時(shí)間為5~7小時(shí)。其主要缺點(diǎn)是反應時(shí)間長(cháng),生產(chǎn)效益低,反應需加壓1個(gè)大氣壓以上,要求工藝中的成套設備均要有良好的密封性且能耐壓,設備加工、維修較難,投資高。另外,生產(chǎn)過(guò)程中,由于釜內壓力高,02進(jìn)氣管時(shí)常發(fā)生被堵塞現象,影響了正常生產(chǎn);而且反應釜內的厚料易噴漏,而傷害操作工人。
1聚合硫酸鐵生產(chǎn)新工藝
將硫酸亞鐵與水按照一定比例投料,加熱到40℃以上,在常壓下充分攪拌,以一定的速度通入02,并分批加入NaN02,反應一段時(shí)間后,控制滴加定量的硫酸。反應時(shí)間為2~3小時(shí)。
讀者不難發(fā)現新工藝與傳統工藝的不同點(diǎn),主要在于硫酸的投加方式的不同,其理論依據如下:
在本工藝中,硫酸的加入方式是縮短反應時(shí)間的關(guān)鍵,而硫酸的加入時(shí)間及加入速度又是生產(chǎn)成敗的關(guān)鍵。加入得太早、太快則反應時(shí)間延長(cháng),而加入太遲、太慢則又易產(chǎn)生沉淀。
在酸性溶液中Fe2+是鐵的較穩定狀態(tài),且隨著(zhù)pH值的減小,其穩定性增強(指其水解聚合的傾向減小)。而在較堿性(相對于Fe3+而言,pH>2即可)的溶液中,Fe3+是鐵的較穩定狀態(tài),Fe2+很容易被氧化成Fe3+。所以,為了使Fe2+能盡快轉化為Fe3+,應盡可能增大其pH值。
在傳統工藝生產(chǎn)法中將硫酸一次性地與硫酸亞鐵一起加入反應釜,大大地降低了溶,液的pH值,增強了Fe2+的穩定性,所以Fe2+很難被氧化成Fe3+,反應時(shí)間長(cháng)。
經(jīng)反復實(shí)驗,在保證產(chǎn)品質(zhì)量安全合格的前提下,我采用在反應進(jìn)行到定時(shí)期后,控制硫酸的加入速度,使反應在盡可能高的pH值下進(jìn)行,則Fe2+被氧化成Fe3+的速度大大地加快,反應時(shí)間也就相應縮短,明顯提高了生產(chǎn)效率。應用此方法生產(chǎn)的聚合鐵(聚鐵)經(jīng)淄博市化工產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗授權站多次抽樣檢驗,質(zhì)量完全合格,其抽檢數據如下:
2討論及結語(yǔ)
根據反應時(shí)出現的現象,其反應機理推測如下:硫酸亞鐵易溶于熱水中,在水中有部分水解,使溶液顯酸性,亞硝酸鈉與溶液中的H+反應。
反應中NaNO2的催化作用,其實(shí)就是HN02、N02的氧化作用。
本文所提出的聚合硫酸鐵(聚鐵)生產(chǎn)新工藝簡(jiǎn)單新穎,具有顯著(zhù)的社會(huì )、經(jīng)濟效益,可供廣大生產(chǎn)廠(chǎng)家參考。
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