[发明专利]铁系絮凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及铁系絮凝剂及其制备方法，尤其涉及一种用于污水处理使用的铁系絮凝剂及该铁系絮凝剂的便宜而简单的制备方法。

背景技术

用于上水，下水，工厂排水处理的无材絮凝剂有铝系的硫酸铝、聚氯化铝(PAC)，以及铁系的硫酸亚铁、氯化铁和聚硫酸铁等。

硫酸铝代表铝系，其历史最长，但絮凝力弱而产生的污泥(sludge)多，难以处理。为了改善而开发出了聚氯化铝(PAC)，絮凝力得到了改善，但是污泥问题没有得到解决。

另一方面，硫酸亚铁的絮凝PH在9以上很高，碱的使用量多，处理成本高。

氯化铁是铁系絮凝剂的代表，可是对设备腐蚀严重，而且，被发现Cl和产生的污泥高温处理时产生二恶英，现在已几乎不使用。

聚硫酸铁是本发明的发明人们在专利第842085号提出的，经过将硫酸亚铁溶液氧化得到的，表示为[Fe₂(OH)n(SO₄)₂-n/2]m，O＜n＜l、m＝f(n)。

其缺点是由于是将硫酸亚铁利用氧化而导入OH基，所以n不可能大于1，无法提高絮凝力。

另外，本发明的发明人又研究了用铁屑，铁粉作为原料，提出了特许11-292546号。这是以硫酸溶解铁原料为中心，而不是考虑导入OH基。

发明内容

本发明实施例提供一种铁系絮凝剂及其制备方法，用以解决上述现有技术的缺陷，得到高絮凝力，且制造简单，成本低廉的铁系絮凝剂。

为了达到上述目的本发明提供了一种铁系絮凝剂，其化学式为[Fe₂(OH)_n(SO₄)₃-n/2]_m的碱性硫酸铁溶液，其中n≥1，而m为100以下，铁浓度为50g/l～200g/l，SO₄^2-与Fe的摩尔比值大于0.5且小于1.5。

为了达到上述目的本发明还提供了一种铁系絮凝剂的制备方法，包括：

步骤1、制备含有50g/L以上的二价铁，SO₄^2-与Fe的摩尔比值大于0.5且小于1.5的含有硫酸亚铁的硫酸溶液；

步骤2、在PH为0.5以下的条件下，在80℃以下进行氧化。

上述铁系絮凝剂的制备方法，其中所述的步骤2中，在50℃～60℃温度范围下进行氧化。

上述铁系絮凝剂的制备方法，其中所述的步骤1中所述的含有硫酸亚铁的硫酸溶液是将铁屑或铁粉溶解在硫酸而得。

上述铁系絮凝剂的制备方法，其中所述的步骤2中，通过过氧化氢进行氧化。

通过种种研究得到的本发明具有如下有益效果及优点：

1、通过将铁屑、铁粉等在80℃以下，优选在60℃～50℃的温度下氧化，实现了完全溶解SO₄/Fe的摩尔比值低于1.0的过饱和溶液的效果；

2、通过少量并定量滴入浓硫酸来缓慢稀释铁的浓硫酸的方法，简单实现了保持溶解温度在80℃以下，优选在60℃～50℃的效果，避免了急剧的温度变化引起不良影响，且不需要特别控制加热冷却的装置，方法简单，且成本低廉。

3、在一定条件下，即PH为0.5以下的条件下，在80℃以下进行，优选60℃～50℃范围内进行溶解和氧化，得到了相比现有技术更加高的絮凝力，提高了污水处理能力。

4、利用过氧化氢作为氧化剂，可以引起过氧化氢和铁的反应，产生OH自由基和初生态(nascent state)的氧(O)，由于这两者反应能力皆强，特别是初生态的氧可以活化其他氧，加速铁的氧化。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

通过对现有技术的研究，发明人认为不能使n值(与盐基度，重合度有关)超过1是因为，将硫酸亚铁进行氧化的缘故。比如即时用铁屑，铁粉，高炉矿渣时，也用硫酸进行处理，制造硫酸亚铁，然后对其进行氧化。因此，本发明中，着重针对SO₄/Fe的摩尔比值改善n值。