酸自耦平衡法制備聚合硫酸鋁鐵的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及化工技術領域，具體的設及一種酸自禪平衡法制備聚合硫酸侶鐵的方 法。
【背景技術】
[0002] 無機高分子混凝劑是上世紀六十年代后發(fā)展起來的新型混凝劑，它具有無毒性、 價格便宜等優(yōu)點，從而取代有機高分子混凝劑，廣泛應用于給水、工業(yè)廢水W及城市污水 的各種流程。目前，普遍使用的無機高分子絮凝劑分別是聚合硫酸侶（PAC)和聚合硫酸鐵 (PF巧兩種。其中聚合硫酸侶具有殘余色度小等優(yōu)點，但水解弱，絮凝體積小，疏松，沉降慢， 不利于在水處理中應用。而聚合鐵具有產(chǎn)品性能穩(wěn)定，久存不變質(zhì)，不含Al3+及重金屬等有 害物質(zhì)，無害無毒，對COD、濁度的去除率較高，具有一定的脫色、除臭、除菌、脫水等功能，極 易容易于水，投藥量小、水解強，絮凝體積大，密室，沉降快，強度好等優(yōu)點；但其使用時出水 水質(zhì)差，殘余色度大，也限制了它的使用。因此本技術綜合了PFS和PAC的優(yōu)點而開發(fā)的一 種新型高效水處理劑一一聚合硫酸鐵侶（PFA巧復合絮凝劑。該絮凝劑兼有侶鹽凈水效果 優(yōu)良，鐵鹽沉降速度快、水處理成本低之優(yōu)點；同時還克服了侶鹽成本較高、沉淀效果不理 想、過量侶殘存于水中對人體有害，鐵鹽容易產(chǎn)生泛黃和變黑的不足，是一種理想的水處理 復合絮凝劑。
[0003] 近年來對聚合硫酸侶鐵的研究很多，制備聚合硫酸侶鐵的方法也是各種各樣。例 如，張民權、Jia-Qianjiang及NigelJ.D.Gr址amW硫酸亞鐵（FeS04 ? 7肥0)和硫酸侶 [A12(S04) 3 ? 18肥0]為主要原料，合成了聚合硫酸侶鐵；莫丙祿等人將聚合硫酸鐵和聚合 硫酸侶按一定的比例混合，制備出聚合硫酸侶鐵，該些制備方法都需要添加大量的酸或堿。 同時，該些制備過程中如果酸度過強，聚合不完全；如果酸度過弱，又容易發(fā)生離析，產(chǎn)生難 溶物質(zhì)，因此常常通過外加酸或堿的方式來保證整個制備過程中反應料液的酸度完全均勻 一致，不僅增加了工藝的控制難度，而且影響產(chǎn)品質(zhì)量，增大生產(chǎn)過程物料與能量的消耗， 不利于清潔生產(chǎn)。
[0004] 因此如何提供一種工藝簡單、產(chǎn)品穩(wěn)定的聚合硫酸侶鐵制備方法是本領域技術人 員亟待解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、產(chǎn)品穩(wěn)定的聚合硫酸侶鐵制備方法，為了 實現(xiàn)本發(fā)明的目的，擬采用如下技術方案：
[0006] 本發(fā)明設及一種酸自禪平衡法制備聚合硫酸侶鐵的方法，其特征在于包括如 下步驟；實驗時按照所設計的方案稱取一定量的走水硫酸亞鐵、十八水硫酸侶置于燒 杯中，選擇適當?shù)臏囟燃訜?，加熱反應至?guī)定時間得到紅褐色聚合硫酸侶鐵透明液體W A12 (S04) 3 ? 18肥0、FeS04 ? 7肥0 及化C103 為原料；n(A13+)/n(Fe2+)配比為 1. 4,溫度為 40°C，在攬拌下加入一定量的氧化劑氯酸鋼溶液，反應時間為12min，氧化劑過量4%時，制 得聚合硫酸侶鐵（PAF巧。
[0007] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，所述的制備方法不外加酸和/或堿。
[000引在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，還包括用連續(xù)滴定法測鐵侶含量的步驟。
[0009] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，還包括測定產(chǎn)品的沉淀量，取lOmL產(chǎn)品，稱其 重量mi并把其放置在常溫下熟化（產(chǎn)品穩(wěn)定）7天，而后使其固液分離，稱液體重量m2,計 算沉淀量（％ ) = (mi-m2)/mi。
[0010] 本發(fā)明酸自禪平衡控制法可W在不外加酸或堿的情況下，使反應體系的酸度完全 由反應自身自動調(diào)節(jié)控制，使制備工藝更為簡便，產(chǎn)品質(zhì)量更為穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的制備方 法符合低碳、低耗的綠色生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本，有一定的現(xiàn)實意義，并且解決了現(xiàn)有工藝中 聚合硫酸侶鐵長期放置時，產(chǎn)品不穩(wěn)定，發(fā)生了離析的問題。
【具體實施方式】
[0011] 若未特別說明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規(guī)手段。
[0012] 實施例1 ;
[001引 1實驗儀器
[0014] 玻璃燒杯（50血100血200血500血1000血）、電動磁力攬拌器、數(shù)顯電熱恒溫水 浴鍋、PH-2型酸度計、密度計（刻度值為0.OOlg/cm3)、量筒、滴定管、S角瓶等。
[001引 2實驗藥品
[0016] 走水硫酸亞鐵（分析純）、硫酸鐵、氯酸鋼、十八水硫酸侶（分析純）、蒸饋水、己二 胺四己酸二鋼、ZnO、六亞甲基四胺、酪獻、濃鹽酸、二甲酪澄、A.R純品橫基水揚酸、無水硫酸 鋼、氣化鐘、鄰苯二甲酸氨鐘、95 %己醇、化0H。
[0017] 3實驗方法
[0018] 制備方法；實驗時按照所設計的方案稱取一定量的走水硫酸亞鐵、十八水硫酸侶 置于燒杯中，選擇適當?shù)臏囟燃訜?，在玻璃椿的不斷攬拌下加入一定量的氯酸鋼溶液，加?反應至規(guī)定時間得到紅褐色聚合硫酸侶鐵透明液體，即為產(chǎn)品聚合硫酸侶鐵（PFA巧。
[0019] 檢測方法；（1)測化"的轉化率，檢測按聚鐵產(chǎn)品國家標準GB14591-93進行。
[0020] 似檢測產(chǎn)品的鹽基度、測定侶鐵含量，由于國家沒有明確的檢測聚合硫酸侶鐵產(chǎn) 品鹽基度的標準，故可參考檢測聚合硫酸鐵產(chǎn)品國家標準GB14591-93,測鐵侶含量用連續(xù) 滴定法。
[002^ (3)測產(chǎn)品的沉淀量，取lOmL產(chǎn)品，稱其重量叫并把其放置在常溫下熟化（產(chǎn)品 穩(wěn)定）7天，而后使其固液分離，稱液體重量m2,計算沉淀量（％) = (mi-ng/mi
[0022] 4. 1不同侶鐵配比制備的產(chǎn)品
[0023] 按照經(jīng)驗式B% = -4. 75化19. 68所設計的方案稱取一定量的^;：水硫酸亞鐵、十八 水硫酸侶，加適量的水（參照聚合硫酸鐵產(chǎn)品國家標準指標確定），在攬拌下加入反應計量 過量4%的氯酸鋼溶液，50°C反應12min得到紅褐色聚合硫酸侶鐵液體，即為產(chǎn)品聚合硫酸 侶鐵（PFA巧。
[0024] 其化"的轉化率，按聚鐵產(chǎn)品國家標準GB14591-93進行檢測。對產(chǎn)品的鹽基度， 侶鐵含量用連續(xù)滴定法測定，鹽基度參照聚合硫酸鐵產(chǎn)品國家標準GB14591-93檢測。
[0025] 表4. 1侶鐵配料比與廣品相關指柄;的關系
[0026]
[0027] 4. 2氧化劑用量對制備的影響
[002引取n(Al3+)/n(Fe2+) = 1.4,其它條件與上"4. 1"相同的前提下，依亞鐵與氯酸鋼反 應方程式的定量關系按增減4%的幅度調(diào)整氯酸鋼用量，對產(chǎn)品制備影響如表4. 2
[0029] 表4. 2氧化劑用量對產(chǎn)品制備的影響
[0030]
【主權項】
1. 一種酸自耦平衡法制備聚合硫酸鋁鐵的方法，其特征在于：包括如下步驟：以 Al2(SO4)3 ? 18H20、FeSO4 ? 7H20、NaClO3及水為原料；控制n(Al3+)Ai(Fe2+)配比為 0? 8 至 2. 5 之間，溫度為室溫至40°C之間，在攪拌下加入等化學計量至過量4%的氧化劑氯酸鈉溶液， 反應12min左右，制得聚合硫酸鋁鐵，PAFS。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的制備方法不外加酸和/或堿。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所制產(chǎn)品的指標鹽基度B主要決定于 n(Al3+)Ai(Fe2+)配比，可通過經(jīng)驗式B%= -4. 75N+19. 68調(diào)整N值來調(diào)整產(chǎn)品的鹽基度B， 式中N=n(A13+)/n(Fe，，此也可用于產(chǎn)品鹽基度指標B的設計，當N值小于i或大于2時 偏差較大。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：配料時將Al3+中的1/3至1/2,按物質(zhì)的 量n計，用Fe3+替代，可減少或消除產(chǎn)品制備過程中的鋁鐵離析而沉淀。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：用以替代物料中部分Al3+的Fe3+可以在配 料時直接添加Fe2 (SO4) 3，也可就在反應系統(tǒng)按反應式6Fe2++NaC103+6H+= = 6Fe3++Cr+3H20 以定量FeSO4、酸和氧化劑先生成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種酸自耦平衡法制備聚合硫酸鋁鐵的方法，其特征在于包括如下步驟：以Al2(SO4)3·18H2O、FeSO4·7H2O及NaClO3為原料；n(Al3+)/n(Fe2+)配比為1.4，溫度為40℃，在攪拌下加入一定量的氧化劑氯酸鈉溶液，反應時間為12min，氧化劑過量4％時，制得聚合硫酸鋁鐵(PAFS)。
【IPC分類】C01G49-14, C02F1-52
【公開號】CN104724804
【申請?zhí)枴緾N201510133661
【發(fā)明人】徐穎惠, 林維晟, 胡家朋
【申請人】徐穎惠
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月26日