聚合硫酸鐵(PFS),聚鐵或硫酸聚鐵,結構式為[Fez(OH)M(SO)s-/2m,其中n<2,m=f(n),是一種堿式硫酸鹽,在此溶液中含有大量的[Fe(OH)]+、 [Fes(OH);]+、[Fes(OH)2n]++等高價多核聚合鐵絡合離子,它們具有很強的中和懸浮顆粒上電荷的能力,降低膠團電位,并水解成絮狀輕基鐵化合物。它具有較大的比表面積以及較強的吸附能力,與常用的混凝劑三氯化鐵、硫酸鋁以及堿式氯化鋁相比,它有許多明顯的優點,如凈水過程中的生成磯花大、強度高、沉降快,在水溶液中,殘留的鐵比三氯化鐵少;在污水處理時對某些重金屬離子以及COD、色度、惡臭等均有顯著的去除效果,對處理水的pH值適應范圍廣(pH=4~11),且PFS溶液對設備的腐蝕性小,因此許多國家都在研制和應用PFS。
項 目
指標
Ⅰ類
Ⅱ類
液體
固體
液體
固體
密度(20℃)/(g/Cm3)
≥1.45
-
≥1.45
-
全鐵質量分數/%
≥11.0
≥19.0
≥11
≥19
還原性物質(Fe2+)質量分數/%
≤0.10
≤0.15
≤0.1
≤0.15
鹽基度/%
8-16
8-16
8-16
8-16
不容物質量分數/%
≤0.3
≤0.5
≤0.3
≤0.5
PH值(1%水溶液)
2-3
2-3
2-3
2-3
我國于20世紀80年代初期,由天津化工研究院、冶金部建筑研究院先后研制成功并推廣使用。近年來,各國在 PFS的研究、制備和應用等方面,都取得了很大進展。目前市場上供應的PFS有液體和固體兩種產品,液體產品為紅褐色黏稠透明液體,相對密度(20℃)>1.45g/cm,黏度(20°)>1lmPa?s,固體為黃色無定形固體。固體聚合硫酸鐵除了具有液體產品的性能外還具有運輸、存儲方便等特點。1974年,日本鐵礦業株式會社首先取得制備聚合硫酸鐵的專利。該技術以硫酸亞鐵和硫酸為原料,以亞硝酸鈉為催化劑,經過17h空氣氧化,最終可得到棕色聚合硫酸鐵溶液。該工藝有一定的缺陷,如合成過程中產生的廢氣必須利用其他設備進行處理,反應時間過長,不利于生產。此后,日本及我國冶金部建筑研究院、天津化工研究所對此工藝提出了大量的改進方法,并相繼投入生產,取得了較好的經濟效益和社會效益。
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