[发明专利]一种水处理用碱式硫酸铁混凝剂的生产方法

说明书

本发明涉及一种适用于饮用水处理的新型三价铁盐混凝剂-碱式硫酸铁混凝剂的生产方法，此混凝剂也适用于工业给水、工业废水和生活污水处理。

采用地面水源的城市自来水厂，水处理时必须投加混凝剂。无机混凝剂有铝盐混凝剂和铁盐混凝剂两大类。铝是一种慢性毒物，城市自来水厂用铝盐混凝剂净水会增大自来水中的铝含量，由此产生对广大人民群众身体健康的危害。与铝盐混凝剂相比，铁盐混凝剂不仅卫生安全性好，混凝处理性能也好：生成的矾花密实，比重大，沉淀快；适用的PH值范围和水温范围宽；除有机物的性能好。所以城市自来水厂改用三价铁盐混凝剂有重要意义。问题是符合卫生质量要求的三价铁盐混凝剂产量少，货源缺。传统的三价铁盐混凝剂有氯化铁、硫酸铁、氯化硫酸铁等数种，由于种种原因，只有无水氯化铁在给水处理中得到了较多应用。生产无水氯化铁时氯气用量大，由于受到氯气货源的限制，所以产量不多。聚合硫酸铁混凝剂有货源，因其含有致癌物质亚硝酸盐，故城市自来水厂不能使用。

英国专利GB-1469193，专利名称为《生产碱式硫酸铁的方法和设备》。采用一台倾斜设置的回转管窑，窑管上缠电阻丝，用于加热窑内的物料和空气。硫酸亚铁从管窑上端加入，随着管窑的旋转逐渐下移，碱式硫酸铁产品从管窑下端排出。热空气从管窑下端送入，废气从上端排出。管窑内的空气温度上端最低为46℃，下端最高许可达480℃。该专利中未讲产品的用途和碱式硫酸铁产品的成分，仅从其举的两个例子中得知，产品内总铁[Fe(Ⅱ)+Fe(Ⅲ)]中Fe(Ⅲ)占89-91％，这Fe(Ⅲ)中有一部分是α-Fe₂O₃(铁红)。此产品溶解于水时，在浓度1％(以产品重量计)、PH=2的溶液中水不溶物量占产品重量的11％，这水不溶物应是铁红。由此可见，Fe(Ⅲ)内相当多一部分是Fe₂O₃，以Fe(OH)SO₄存在的Fe(Ⅲ)要比89-91％小不少。从这些数据可知，这样质量的产品是不能用作净水剂的，谅必有其他用途。此生产方法存在的问题是，因窑管温度很高，而硫酸亚铁七水物的熔点是64℃，故硫酸亚铁进入窑中后会熔化烧结，而一旦烧结，硫酸亚铁颗粒内部的分子就难于与空气接触，产品中残余的Fe(Ⅱ)就多。管窑下端处温度在300℃以上，最高达480℃，根据化学手册，硫酸亚铁水合物变成无水物的温度是300℃，而硫酸亚铁一旦变成了无水物，就难于转

化成碱式硫酸铁了。此外，在这样高的温度下，碱式硫酸铁还会分解成Fe₂O₃。由于上述原因，此法生产出来的碱式硫酸铁产品纯度低。所以这种生产方法和设备不适用于碱式硫酸铁混凝剂的生产。

本发明的目的是提供一种生产成本低、使用效果好的碱式硫酸铁混凝剂的生产方法。参照无水氯化铁国家标准GB1621-79，用硫酸亚铁作原料生产碱式硫酸铁混凝剂时，硫酸亚铁中Fe²⁺的氧化率必须大于95％。

本发明的技术方案是：将硫酸亚铁用加热或日晒法进行脱水干燥，使其脱去部分结晶水变成疏松体；将疏松体在≤250℃的氧化温度下与空气中的氧气进行氧化反应，制成碱式硫酸铁。

本发明的效果：由于硫酸亚铁是在固体状态下用空气中的氧气进行氧化，所以工艺流程简单，生产成本低。此混凝剂在水处理工艺上不仅具有现有三价铁盐混凝剂的各种优点，如生成的矾花重、沉淀快，不受水温影响(特别是低温)，适用PH值范围宽，而且此混凝剂是固体，没有潮解性，因此运输、贮存、使用方便。用此种方法生产的碱式硫酸铁混凝剂，产品质量安全可靠，可在生活饮用水等给水、污水和工业废水澄清及去色处理中广泛使用。