[发明专利]以含有邻氰基对硝基苯胺的废硫酸制备聚合硫酸铁的方法和应用

说明书

本发明属于化学化工领域，特别涉及一种以含有邻氰基对硝基苯胺的废硫酸制备聚合硫酸铁的方法，并将其用作印染废水处理剂。采用过氧化氢氧化法合成聚合硫酸铁，合成过程中，为防止酸度太大影响反应速率，采用两步法加入废酸，并通过在液面下滴加双氧水，以提高其利用率，同时滴加废酸和双氧水，可提高产物的稳定性和效果。本发明方法为生产邻氰基对硝基苯胺过程中产生的废硫酸的处理提供了新的途径，得到的聚合硫酸铁为水处理剂，可用于印染工业废水处理，在处理废水的同时，未带入新的污染物，为废水处理提供了新的处理药剂。

技术领域

本发明属于化学化工领域，特别涉及一种以含有邻氰基对硝基苯胺的废硫酸制备聚合硫酸铁的方法和应用。

背景技术

聚合硫酸铁是20世纪80年代发展起来的一种新型高效的无机高分子絮凝剂，其液体为红棕色黏稠状，固体则为淡黄色无定型粉末，极易溶于水，可配置成任意浓度的溶液。与传统的絮凝剂如三氯化铁、硫酸铝、氯化硫酸铁、碱式氯化铝等相比，聚合硫酸铁具有生产成本低、净化过程投加量少、适应水体的pH值范围广、杂质(COD、重金属、悬浮物等)去除率高、残留物浓度低、矾花颗粒大、沉降速度快、脱色效果好等优点，广泛应用于生活饮用水、工业用水、城市污水及工业废水等水体的净化处理。

目前，聚合硫酸铁的制备工艺主要有直接氧化法和催化氧化法。大多数聚合硫酸铁的制备采用直接氧化法，即在生产过程中加入氧化剂(H₂O₂、KClO₃、HNO₃等)进行氧化处理。其中，氯酸钾氧化法制品中因残留有较高含量的氯离子和氯酸根离子而不宜于饮用水处理，并且氯酸钾价格昂贵，致使产品成本高，不利于工业化生产；硝酸氧化法的成本较低，产品浓度高，易制成固态制品，但反应中生成的NO₂会污染环境，需增加尾气吸收装置；而过氧化氢氧化法生产聚合硫酸铁的工艺，由于过氧化氢在酸性环境下是一种强氧化剂，其还原产物只有水，既没有污染物也没有固体废物的产生，且设备简单、生产周期短、产品稳定性好，因而过氧化氢作为一种绿色环保的氧化剂得到了越来越多的青睐，采用过氧化氢法生产聚合硫酸铁的工艺也倍受推崇。

现有的采用过氧化氢生产聚合硫酸铁的工艺，一般反应温度控制在40～60℃之间，实际操作阶段，在硫酸与水接触时，会使反应温度上升较高，可达80℃。而过氧化氢不稳定，会分解成水和氧气，释放的氧气无催化剂时，起不到氧化作用。因此，在常见的温度范围内，需提高过氧化氢的利用率，促使过氧化氢与硫酸亚铁的氧化反应，降低分解量。

此外，在制备聚合硫酸铁时，硫酸用量适当增加对提高合成反应速率是有利的，但硫酸用量太大，聚合效果差，产物中Fe₂(SO₄)₃增加，而聚合物减少，硫酸用量太少，较多的氢氧根离子结合铁离子，使产物盐基度过高，产品易固化、变质，不易保存。一般生产工艺使用的硫酸浓度都较高，通过加水稀释来控制酸度，反应过程可控性较大，而直接利用低浓度的废酸生产聚合硫酸铁的工艺较少，原因是低浓度的废酸，水含量较高，生产出的聚合硫酸铁比重一般较低，虽然可使部分检测指标达到要求，但实际应用效果往往不佳。

如果采用化工、印染行业产生的废硫酸制备聚合硫酸铁时，由于化工、印染行业产生的废酸中存在的杂质，会消耗部分聚合硫酸铁产物形成自聚产物等。如生产染料中间体过程中产生的废酸含有邻氰基对硝基苯胺杂质，由于该杂质是高分子有机物，直接将其制备聚合硫酸铁容易与生产的混凝剂发生混凝作用，从而使产品不稳定。

发明内容

为了解决现有技术中存在的过氧化氢利用率不高、废酸作原料所得聚合硫酸铁混凝效果低、废酸中杂质对产品稳定性有影响的问题，本发明提供了一种采用含邻氰基对硝基苯胺的废硫酸与废硫酸亚铁制备聚合硫酸铁的方法，并将其用作印染废水处理剂。合成的聚合硫酸铁具有较高的附加值，及其广阔的应用前景。

本发明采用含邻氰基对硝基苯胺的废硫酸与硫酸亚铁制备聚合硫酸铁的方法，具体步骤如下：