聚合硫酸鐵:淡黃色無定型粉狀無機高分子絮凝劑-中文百科頻道

基本内容

化學品中文名稱：聚合硫酸鐵，固體聚合硫酸鐵（簡稱固體聚鐵或SPFS）

分子式：[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m(其中n<2，m=f(n))

技術說明書編碼：BK-113-06

有害物成分：硫酸鐵(聚合)

硫酸鐵含量：20—21%

CASNo.：1327-41-9

主要成分：純品

外觀與性狀：黃色或紅褐色無定形粉末或顆粒狀固體。

pH(10g/L水溶液)：2-3

熔點(℃)：190(253kPa)

沸點(℃)：無資料

相對密度(水=1)：2.44

相對蒸氣密度(空氣=1)：無資料

飽和蒸氣壓(kPa)：0.13(100℃)

溶解性：易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳，微溶于苯。

應用特點

新型、優質、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑，主要用于淨水效果優良，水質好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質，亦無鐵離子的水向轉移，無毒，無害，安全可靠，除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯着等。也用于工業廢水處理，如印染廢水等，在鑄造、造紙、醫藥、制革等方面也有廣泛應用。

聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點：

1.新型、優質、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑；

2.混凝性能優良，礬花密實，沉降速度快；

3.淨水效果優良，水質好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質，亦無鐵離子的水相轉移，無毒，

無害，安全可靠；

4.除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯着；

5.适應水體PH值範圍寬為4-11，最佳PH值範圍為6-9，淨化後原水的PH值與總堿度變化幅度小，

對處理設備腐蝕性小；

6.對微污染、含藻類、低溫低濁原水淨化處理效果顯着，對高濁度原水淨化效果尤佳；

7.投藥量少，成本低廉，處理費用可節省20%-50%。

應用

聚合硫酸鐵在稀土工業廢水處理時：例如，裝置使廢水的微小固體顆粒和高濃度的離子膜的表面和始終保持一定距離，大大減少有害物質和膜表面有機會避免在膜表面污染，聚合硫酸鐵改善水的循環過度。

這個過程不僅将稀土的提取工藝廢水高濃度的分離與富集氯化铵，稀土行業标準後廢水的回收，并通過電解過程和太陽能為一個成功的鹽酸和氨水反應堆的複蘇、聚合硫酸鐵減少稀土産業生産原材料的回收，也要經過的燃料電池使用将能量回收補充說，處理大量的浪費水的成本為40元，為1600噸/天，包含100g/L的氯化铵來計算。

通過這個過程，一代的鹽酸和氨的水可以實現利潤11萬元，這不僅對該國的污水處理和處置還原、穩定和無害的目标;嚴格控制的稀土工業廢水中的重金屬和有毒、聚合硫酸鐵有害物質含量;在安全、環保和經濟複蘇的前提下，利用廢水、聚合硫酸鐵廢氣的能量和資源，實現廢水、廢氣治理和綜合利用、節能減排、實現循環經濟發展的目的。

聚合硫酸鐵使用電介質電泳技術和滲透膜分離技術相結合的方法對污水回用處理，實現廢水處理技術創新和科技進步，充分發揮設備的投資和運營效率，适合中國的國情，符合特征内蒙古自治區的廢水處理新技術、聚合硫酸鐵新技術和新設備。若新技術被廣泛應用，将提高礦山企業在該地區的工業廢水的處理和處置水平，聚合硫酸鐵進一步保護和改善生态環境，在該地區促進我們的經濟、社會和環境的可持續發展。

處理含油廢水中的特點

絮凝技術由于其适應性強、可去除乳化油和溶解油以及部分難以生化降解的複雜高分子有機物的特點而被廣泛應用于含油廢水的處理。常用的絮凝劑主要有無機絮凝劑、有機絮凝劑和複合絮凝劑三大類。

無機高分子絮凝劑中聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等較低分子量無機絮凝劑處理效果好，價格低且用量少，效率高而被廣泛應用。

工業廢水處理

1、印染廢水處理，替代傳統低分子鐵鹽和鋁鹽的混凝劑，相對傳統混凝劑用量大、混凝效率低、有鋁離子等殘留易造成二次污染的特點，聚合硫酸鐵的投加量在150ppm左右，其用量小，對COD和色度的去除率高，最佳ph值條件為：8.0。

2、電鍍污水處理，可做混凝劑和破絡劑。絡合物主要是銅—氨絡合物，其性質穩定，pH=11，難以與堿、聚鋁等混凝劑直接發生沉澱反應。還可以用作中水回用。

3、造紙廢水處理，替代聚合氯化鋁、硫酸鋁等，用作混凝劑，還可以用作造紙污泥脫水，在造紙廢水處理白水回收工序中不可以用聚合硫酸鐵（含強陽離子的聚合物），隻能用聚合氯化鋁。

制備方法

聚合硫酸鐵的制備主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多數PFS的制備采用直接氧化法，此法工藝路線較簡單，用于工業生産可以減少設備投資和生産環節，降低設備成本，但這種生産工藝必須依賴于氧化劑，如：H2O2、KClO3、HNO3等無機氧化劑。催化氧化法一般是選用一種催化劑，利用氧氣或空氣氧化制備聚合硫酸鐵。以下是制備聚合硫酸鐵的具體操作方法：

雙氧水氧化法

雙氧水(H2O2)在酸性環境中是一種強氧化劑，可以将亞鐵氧化成三價鐵從而制得聚合硫酸鐵:

2FeSO4+H2O2+(1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+(2-n)H2O

制備過程中，按照生産量和所需要的鹽基度，在反應釜中加入硫酸亞鐵、水和硫酸混合，當溫度升高到30~45℃時，在攪拌過程中，通過加料管在釜底緩慢加入H2O2。H2O2很快将亞鐵氧化成三價鐵，取樣分析待亞鐵濃度降至規定濃度時，停止反應。

利用本法生産聚合硫酸鐵，具有設備簡單、生産周期短、反應不用催化劑、産品不含雜質、穩定性高等特點。但反應過程中，有H2O2在分解時形成O2氣放出在無催化劑時，起不到氧化作用。要減少O2的産生，需要控制H2O2的投加速度制備工藝為間歇式操作，影響生産效率。H2O2成本比較高，它增加了聚合硫酸鐵的生産成本，不利于工業化生産。

氯酸鉀氧化法

氯酸鉀是廣泛應用于炸藥和火柴工業的強氧化劑，同樣可以将亞鐵氧化成三價鐵:

6FeSO4+KClO3+3(1-n/2)H2SO4—→3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+3(1-n)H2O+KCl

制備時，将硫酸、硫酸亞鐵和水按比例加入反應釜中，在常溫或稍微高溫度下，攪拌中加入氯酸鉀。檢驗亞鐵離子減少到規定濃度即可結束。

該法生産工藝簡單，設備投資少，産品穩定性好，反應效率高，無空氣污染。産品中含有氯酸鹽，可兼作混凝與殺菌劑。但制品中殘留有較高的氯離子和氯酸根離子，不宜于飲用水處理。同時，由于氯酸鉀價格昂貴，産品成本高。

次氯酸鈉氧化法

次氯酸鈉屬于堿性氧化劑，其氧化還原電位較高，理論上能将亞鐵氧化成三價鐵:

2NaClO+2H2SO4—→K2SO4+2H2O+Cl2

生産的氯氣仍為氧化劑，可以将亞鐵氧化成三價鐵。但氯氣會有少量以氣體形式逸出而浪費掉，不能充分利用。同時也會造成環境污染，曾加後處理工序。次氯酸鈉是堿性氧化劑，制備聚合硫酸鐵時，為了降低pH值，H2SO4的用量較高。用該法制備的聚合硫酸鐵穩定性差，不宜長期保存。

硝酸氧化法

硝酸為中強氧化劑，與亞鐵反應如下:

FeSO4+HNO3—→Fe(OH)SO4+NO2

反應生成的NO2又可以起到氧化作用，因而HNO3的氧化效率高。

該法是以工業硫酸亞鐵為原料，采用工業硫酸氧化後以工業濃硝酸氧化。FeSO4:HNO3為1:(0.20~0.30):(0.10~0.32)，加入水量小于以上三者總量的20%，于0.1~0.2MPa下，攪拌中通入充足的空氣或氧氣，于50~70℃氧化，102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以内。

用HNO3氧化時，成本比較低，反應周期短。所得産品濃度高，易于制成固體産品。若選用工業一級品原料，所得産品可用于飲用水處理。但反應中生成的NO2，會造成環境污染，需增加專門吸收裝置予以處理。

綜上所述，直接氧化法雖然工藝簡單，操作簡便，但存在氧化劑用量大，成本高，氧化劑引入的離子需分離出去，反應中産生的有害氣體需專門設備吸收處理等問題，因而難于在工業化生産中普及和應用。但實驗研究中需要少量的聚合硫酸鐵時采用此類方法制備簡單易行。

催化氧化法

聚合硫酸鐵在工業生産中多采用催化氧化法。

即以硫酸亞鐵及硫酸為原料，借助催化劑(NaNO2)的作用，利用氧化劑使硫酸亞鐵在酸性介質中被氧化成三價鐵離子。然後用氫氧化鈉中和，調整堿化度進行水解，聚合反應制得聚合硫酸鐵。

合成方法

聚合硫酸鋁液體，将稀硫酸濃度約3%加入到硫酸亞鐵中，再加入亞硝酸鈉與磷酸亞鐵之比約3：100，通入空氣或者氧氣進行氧化，經水解，聚合反應制得聚合硫酸鐵。

聚合硫酸鐵固體産品的制造方法：

1、利用液體亞鐵為原料，制勝空氣作氧化劑，經過低溫脫水、粉碎、高溫氧化、欣欣然冷卻、調聚、固化、陳化、粉碎到成品完成。

水淨化

自來水廠存在的問題

（1）鋁的毒性危害，鋁是一種慢生毒物，随水進入人體後會積蓄在腦細胞等組織中，長期飲用鋁混凝劑處理的自來水會引發老年癡呆症、心血管病、骨質疏松、腎功能紊亂等多種頑症。根據國際老年癡呆協會中國委員會的資料，全球老年癡呆症患者2400多萬，其中中國患者700多萬，且每年以30萬新增病人的速度增加。西方發達國家飲用水水質标準中鋁的許可含量為0.05毫克/升。我國自來水水中的鋁含量超過此值好幾倍。

（2）供水管道腐蝕問題，由于自來水管道電化學腐蝕問題沒有解決，用戶龍頭水的濁度、色度、鐵含量、細菌等水質指标值而大幅度升高了，導緻自來水質進一步惡化。由于腐蝕，供水金屬管道内壁上産生了腐蝕，水流阻力不斷增大，供水電耗随之逐年增高，由此造成了巨大的電能損耗。供水管道腐蝕穿孔後，大量自來水白白地漏走了，同時供水管道使用壽命大幅度縮短。

注意事項

因原水性質各異，應根據不同情況，現場調試或作燒杯試驗，取得最佳使用條件和最佳投藥量以達到最好的處理效果。

1、使用前，将本産品按一定濃度（10-30%）投入溶礬池，注入自來水攪拌使之充分水解，靜置至呈

紅棕色液體，再兌水稀釋到所需濃度投加混凝。水廠亦可配成2-5%直接投加，工業廢水處理直接配

成5-10%投加。

2、投加量的确定，根據原水性質可通過生産調試或燒杯實驗視礬花形成适量而定，制水廠可以原用的

其它藥劑量作為參考，在同等條件下本産品與固體聚合氯化鋁用量大體相當，是固體硫酸鋁用量的

1/3-1/4。如果原用的是液體産品，可根據相應藥劑濃度計算酌定。大緻按重量比1:3而定。

3、使用時，将上述配制好的藥液，泵入計量槽，通過計量投加藥液與原水混凝。

4、一般情況下當日配制當日使用，配藥需要自來水，稍有沉澱物屬正常現象。

5、注意混凝過程三個階段的水力條件和形成礬花狀況。

(1)凝聚階段：是藥液注入混凝池與原水快速混凝在極短時間内形成微細礬花的過程，此時水體變

得更加渾濁，它要求水流能産生激烈的湍流。燒杯實驗中宜快速（250-300轉/分）攪拌

10-30S，一般不超過2min。

(2)絮凝階段：是礬花成長變粗的過程，要求适當的湍流程度和足夠的停留時間（10-15min），至

後期可觀察到大量礬花聚集緩緩下沉，形成表面清晰層。燒杯實驗先以150轉/分攪拌約

6分鐘，再以60轉/分攪拌約4分鐘至呈懸浮态。

(3)沉降階段：它是在沉降池中進行的絮凝物沉降過程，要求水流緩慢，為提高效率一般采用斜管

（闆式）沉降池（最好采用氣浮法分離絮凝物），大量的粗大礬花被斜管（闆）壁阻擋而沉積

于池底，上層水為澄清水，剩下的粒徑小、密度小的礬花一邊緩緩下降，一邊繼續相互碰撞結

大，至後期餘濁基本不變。燒杯實驗宜以20-30轉/分慢攪5分鐘，再靜沉10分鐘，測餘濁。

6、強化過濾，主要是合理選用濾層結構和助濾劑，以提高濾池的去除率，它是提高水質的重要措施。

7、本産品應用于環保、工業廢水的處理，使用方法與制水廠大體相同，對高色度、高COD、BOD的

原水處理，輔以助劑作用效果甚佳。

8、采用化學混凝法的企業，原用的設備無需作大的改造，隻需增設溶礬池即可使用本産品。

9、本産品須保存在幹燥、防潮、避熱的地方（<80℃，切勿損壞包裝，産品可長期儲存）。

10、本産品必須溶解才能使用，溶解設備和加藥設施應采用耐腐蝕材料。

危害及防護

危險性概述

健康危害：本品對皮膚、粘膜有刺激作用。吸入高濃度可引起支氣管炎，個别人可引起支氣管哮喘。誤服量大時，可引起口腔糜爛、胃炎、胃出血和粘膜壞死。慢性影響：長期接觸可引起頭痛、頭暈、食欲減退、咳嗽、鼻塞、胸痛等症狀。

燃爆危險：本品不燃。

急救措施

皮膚接觸：立即脫去污染的衣着，用大量流動清水沖洗至少15分鐘。就醫。

眼睛接觸：立即提起眼睑，用大量流動清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫。

吸入：迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。就醫

食入：用水漱口，給飲牛奶或蛋清。就醫。

消防措施

滅火方法：消防人員必須穿全身耐酸堿消防服。

滅火劑：幹燥砂土。

洩漏應急處理

應急處理：隔離洩漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防酸堿工作服。不要直接接觸洩漏物。

小量洩漏：避免揚塵，用潔淨的鏟子收集于密閉容器中。

大量洩漏：用塑料布、帆布複蓋。在專家指導下清除。

操作處置與儲存

操作注意事項：密閉操作，局部排風。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防塵口罩，戴化學安全防護眼鏡，穿橡膠耐酸堿服，戴橡膠耐酸堿手套。遠離易燃、可燃物。避免産生粉塵。避免與堿類、醇類接觸。尤其要注意避免與水接觸。搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。配備洩漏應急處理設備。倒空的容器可能殘留有害物。

儲存注意事項：儲存于陰涼、幹燥、通風良好的庫房。遠離火種、熱源。相對濕度保持在75%以下。包裝必須密封，切勿受潮。應與易（可）燃物、堿類、醇類等分開存放，切忌混儲。不宜久存，以免變質。儲區應備有合适的材料收容洩漏物。