[发明专利]一种高效双酸铁净水剂的制备方法

说明书

一种高效双酸铁净水剂的制备方法，属于水处理剂技术领域。其特征在于，制备步骤为：将硫酸亚铁、钢铁酸洗废液、亚硝酸钠、水输送至反应器中；利用管道喷射泵将氧气通入反应器进行氧化聚合反应，控制氧气的通入速度为5 m³/h~6m³/h，温度在67℃~72℃，压力0.045 MPa~0.055MPa，当氧气停止消耗时聚合结束即得。本发明的双酸铁借助催化剂（亚硝酸钠）的作用，利用氧气作为氧化剂使硫酸亚铁在酸性介质中进行氧化聚合反应制得双酸铁。制备过程安全，所得产品吸附力强、净水效果好，所以投加量小。

技术领域

一种高效双酸铁净水剂的制备方法，属于水处理剂技术领域。

背景技术

净水剂就是投放入水中能和水中其它杂质产生反应的药剂。主要是起到净水的目的。常用到的净水剂有聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸亚铁、硫酸铝、聚合硫酸铁等。其中聚合硫酸铁的制备主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多数PFS的制备采用直接氧化法，此法工艺路线较简单，用于工业生产可以减少设备投资和生产环节，降低设备成本，但这种生产工艺必须依赖于氧化剂，如：H₂O₂、KClO₃、HNO₃等无机氧化剂。催化氧化法一般是选用一种催化剂，利用氧气或空气氧化制备聚合硫酸铁。但是传统的液体聚合氯化铁、聚合硫酸铁、固体聚合氯化铝、硫酸铝普遍存在投加量大，投入成本高，特别是对低浊度水存在水质严重变化的问题，而高浊度的水存在脱色难的问题。

双酸铁是在高效净水剂聚合氯化铁（PCS）的基础发展起来的，又聚合了适量聚合硫酸铁（PFS），并引入适量的增效剂SO₄^2- 离子，形成一种由无机高分子聚合氯化铁和聚合硫酸铁组成的新型高效净水剂，其化学通式[FeCl_n(SO4)_3-n/2]m m,n0。聚合氯化硫酸铁具有盐基度高，有效含量高，分子链网密布、结构庞大，在水质净化过程中有极强的吸附、凝聚能力，可广泛用于纺织印染、医药、农药、采矿、养殖等行业废水的混凝沉淀处理。聚合双酸铁（PFCS）比传统的比液体聚合氯化铁、聚合硫酸铁、固体聚合氯化铝、硫酸铝投加量少，投入成本低，特别是对低浊度和高浊度的水质严重变化和脱色难的水处理难题，可以达到现有净水剂无法解决的净化要求。使用催化氧化法制备PFCS，已形成比较成熟稳定的合成工艺。

目前我国制备聚合氯化硫酸铁的主要方法是氯酸盐氧化法和氯气氧化法，基本原理是硫酸亚铁溶液在一定温度和酸度下，与氯酸盐或液氯反应，生成一系列的不同聚合度的聚铁溶液。由于温度、酸度、氧化剂投加量都会影响产品的聚合度，从而导制产品不稳定性因素很多。首先介绍氯酸盐氧化法合成PFCS：其一，酸度较高，产品极易水解形成氢氧化铁沉淀而报废，盐酸投加越多，产品聚合度越低。其二，氯酸钠投加量难以控制，投加量少，导致Fe²⁺氧化不完全。投加量多，会有部分氯酸盐残留，由于氯酸盐较稳定，应用于水处理混凝时，会有氯酸盐残留污染水体。其次介绍氯气氧化法合成PFCS：酸度、氯气通入流速是合成PFCS的关键所在，酸性越强，合成盐基度越低，产品应用效果就越差，由于反应中生成副产物HClO，导致反应体系PH越低，反应后期的PH较难控制。氯气通入量较难控制，氯气通入过多，造成氯气浪费且污染环境，对操作人员的安全有很大隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种制备安全、投加量小、吸附力强的高效双酸铁净水剂的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该高效双酸铁净水剂的制备方法，其特征在于，制备步骤为：

1）按照总铁与盐酸的摩尔比1：1.2~1.35将硫酸亚铁、含有盐酸和氯化亚铁的钢铁酸洗废液、水搅拌均匀，配制成混合溶液后输送至反应器中；所述的钢铁酸洗废液中氯化亚铁所占的质量百分比浓度为15%~20%；亚硝酸钠配制为水溶液后送至反应器中，亚硝酸钠与硫酸亚铁的质量比为0.3~0.5：100；