聚合硫酸铁絮凝剂的制备与应用

    聚合硫酸铁又称为羟基硫酸铁，是一种无机高分子絮凝剂，其液体为红棕色产品，固体则为黄色粉末状。聚铁的分子通式可表示为[Fe2 (OH)n(S04)3- 1/2 ]m。聚铁具有中和胶体电荷、压缩双电层、降低胶体}电位的能力，从而使其具有良好的絮凝、混凝作用。据文献报道，聚铁在除浊、除COD和BOD等方面均优于其他的无机絮凝剂，且还具有pH适用范围广、无毒、对设备腐蚀性小等诸多优点，目前已广泛地应用于给排水工业和废水处理行业。
    (1)制备方法
    ①硫酸铁聚合法制备取一定量的硫酸铁用去离子水进行溶解，制得含铁量为3mol/L的硫酸铁溶液，然后熟化24h，量取一定体积的聚合硫酸铁溶液，边搅拌边缓慢滴加一定浓度的氢氧化钠溶液，定容，制得不同pH值的含铁量为0. 5mol/L聚合硫酸铁絮凝剂。
    ②硫铁矿烧渣和硫酸溶液为原料制备  称取100g烧渣置于500mL烧瓶中，加入浓度为30%的硫酸浸泡。反应4h，然后聚合反应2h，取少量反应液，经检验全部为Fe3+时，反应完成。经过滤，制得液体产品。滤渣回收。
    方法特点：该方法具有投资少、原料易得、工艺简单、成本低和产品质量稳定等优点，适合于硫酸厂自行生产。为便于运输，可以将液体产品经浓缩过程生产胶体粒状的产品。工艺过程产生的废渣pH在2～3左右，可用于处理碱性废水（如造纸黑液），达到以废治废的目的。
    ③硫酸亚铁聚合法制备  取25mL自来水于250mL的烧杯中，缓缓加入15mL浓H2 S04。称取80g FeS04•7H20工业品溶于前述稀H2 S04中，搅拌。按5～6s加1滴的速度滴加16mlH2 02，待H2 02滴加完毕，继续搅拌5min后静置。硫酸亚铁也可用空气氧化，但要加入Mn02作为催化剂。反应温度控制在50～60℃。
    硫酸亚铁和硫酸也可由钢铁厂酸洗废液提供。根据工艺指标补加化学计量的FeS04•7H20和硫酸。最佳工艺指标：n(H+)：n(Fe2+)=0. 35～0. 45。
    (2)应用
    聚合硫酸铁混凝具有凝聚力强、水解快、矾花大、沉降快、不存在铁后移的问题等优点，完全可以替代目前所应用的铝系混凝剂用于水的净化处理。
    例如对渤海湾海水进行絮凝实验。原水水质指标为：浊度15～50NTU，pH7. 9～8.4，总铁0.79mg/L，总硬度5.77g/L，碱度169g/L。当该混凝剂投加30mg/L，温度为15～25℃条件下快速搅拌混合1min后，搅拌转数（慢速）为50 r/min。能有效地去除渤海湾海水中总固溶物、悬浮物和降低有机物的含量，处理后海水浊度≤4 NTU。因此，能够为大规模海水净化工艺提供有效的技术支持。