[发明专利]复合聚铁净水剂的生产方法及其生产设备

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种利用钛白粉制造过程中产生的废硫酸和硫酸亚铁制备复合聚铁净水剂的生产方法及其生产设备。

背景技术

复合聚铁是在国产净水剂聚合硫酸铁(简称聚铁，通用代号PFS)的基础上发展起来的又一种新型高效净水剂，是聚合硫酸铁和聚合硫酸铝的复合物，通用代号PFAS。复合聚铁净水剂也称“聚合硫酸铁铝”，复合聚铁净水剂与其他无机高分子絮凝剂(如聚合铁、聚合铝等)相比，具有更高的净化能力。且无“泛黄”现象；对水体亦无二次污染，无毒、无害，安全可靠。

采用硫酸法生产钛白粉的过程中，每生产1吨钛白粉，将同时产生7-11吨的废硫酸(含硫酸25％左右)，3-4吨的硫酸亚铁，其中会有一部分的硫酸亚铁溶解在废硫酸中。到目前为止，对如此超大量的废硫酸，国内尚无既经济又实用的方法，从根本上解决问题，只能采用传统的“碱中和”的方法，做无害化处理，结果产生超大量的污泥送填埋场长期存放，另外产生更超大量的水溶性盐类(以硫酸钠为主)随水流排入江、河、海洋，以江苏某钛白粉厂为例，每天送往填埋场的污泥高达600多吨，排入长江的水溶性盐类高达2000多吨。

而对于副产品硫酸亚铁，由于其产量远高于社会总需求量，故长期处于严重的“涨库”状态，该产品严禁排放也严禁送填埋场，长期以来，都一直是一个严重的社会隐患

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够利用硫酸法生产钛白粉所产生的废硫酸制备具有较高净水效果的复合聚铁净水剂的生产方法及其生产设备，从而降低硫酸法生产钛白粉的废液处理成本，并降低复合聚铁净水剂的生产成本。

本发明的复合聚铁净水剂，其生产方法如下：

1)在废硫酸中加入双氧水，加入量能使溶解在废硫酸中的FeSO₄快速转化成Fe₂(SO₄)₃；化学反应式为：

H₂SO₄+2FeSO₄+H₂O₂＝Fe₂(SO₄)₃+2H₂O；

2)采用铝酸钙作为引发剂使其与H₂SO₄及Fe₂(SO₄)₃快速产生聚合反应，生成复合聚铁和不溶于水的硫酸钙沉淀物；化学反应式为：

Fe₂(SO₄)₃+H₂SO₄+CaAl₂O₄+2H₂O＝[Fe₂(OH)₂(SO₄)₂]_m+[Al₂(OH)₄SO₄]_n+CaSO₄。

3)将沉淀物分离，剩余的溶液即为复合聚铁净水剂。

所述步骤1)中，在废硫酸中加入双氧水之前，先加入一定量的FeSO₄水溶液。

具体生产步骤如下：

a)：设定好加入的废硫酸的质量，加入废硫酸质量0-20％的硫酸亚铁，再加入硫酸亚铁质量5倍的水，搅拌，使硫酸亚铁完全溶解；最后将废硫酸加入反应釜；

b)：缓慢加入废硫酸质量8-12％的双氧水，直至亚铁离子完全氧化；

c)：加入热水，并且使得本步的加水量与第1步的加水量之和为废硫酸质量的2-3倍；使反应釜内的温度升高至60℃以上，再加入CaAl₂O₄,搅拌，控制PH值为2-3,控制反应温度在70-80℃；

d)：分离产物：将沉淀物分离，剩余的溶液即为复合聚铁净水剂。

将反应过程中反应釜中挥发出的气体通入到喷淋装置中进行喷淋，将喷淋后的液体送到热水箱，作为下次生产PFAS的用水。

分离产物时，将沉淀物放入到甩干机中甩干之后，再运走。