[发明专利]聚合硫酸铁生产方法

说明书

本发明涉及一种铁的化合物，特别是一种无机高分子絮凝剂-聚合硫酸铁的生产方法。

中国专利公报中公开的现有技术资料：

1）CN1043292A-聚硫酸铁制造新工艺

2）CN1034909A-一种铁系聚合净水剂的生产方法。

3）CN1043484A-高效污水净化剂及其装置

4）GK87104053-铁系聚合净水剂的生产方法

现有技术1）的最大特点是不用任何氧化剂或催化剂，直接用含氧化铁的工业废渣作原料，与硫酸反应一步法制造聚合硫酸铁溶液。现有技术2）是利用盐酸酸洗废液：氯化亚铁液，加入次氯酸钠，再配制一种母液，三者反应制得铁系聚合净水剂。现有技术3）采用的是由55%-60%的硫酸亚铁，5%-10%的硫酸，3%-5%的氯酸钠以及28%-35%的水组成净化剂，采用化学氧化法生产。现有技术4）是利用硫酸亚铁废液制成母液，将氧化剂与母液反应，制得铁系聚合净水剂。

本发明的目的是提出一种不同于现有技术的新的聚合硫酸铁的生产方法，其生产工艺流程短，设备简单，化学反应速度快，原料来源广，产品成本低，聚合度高，质量稳定，适于推广使用，以满足我国铁系聚合净水剂生产的不同需要。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

将铁矿粉与硫酸、水混合进行反应制取，特征是按Fe₃O₄∶H₂SO₄＝1∶4比例向预反应器中加入磁铁矿粉和硫酸，加入硫酸与水的数量间关系应保持在配料完毕后，物料中的硫酸浓度为40%-45%，预反应24小时后，使料液中Fe³⁺含量达65克/升以上，将料液送入聚合反应器中，在常压和100-103℃温度下进行聚合反应1.5-2.5小时，至料液中Fe³⁺含量达160克/升，降温至95-100℃，向料液中加入占物料总质量0.5-0.82%的氯酸钠或氯酸钾作催化剂，氧化0.5-1小时，使料液中Fe²⁺≤1克/升，Fe³⁺≥160克/升，再将料液经分离后制得聚合硫酸铁液体产品，如经计量送入浓缩锅浓缩，温度达到120℃时加入晶种后降至常温，即可得聚合硫酸铁固体。

本发明同样可以采用硫酸工业的废渣-硫铁矿烧渣（细度为150-250目）为原料，既解决了原料来源，降低产品成本，又减少了硫酸行业对环境的污染。

在预反应过程后期，料液温度会不断下降，此时，应维持料液温度不低于15℃，反应过程中，水份不断蒸发，需向料液中补加水量以维持物料总量不变。整个反应过程应连续或间断开动搅拌器或鼓入压缩空气以搅动物料，促使反应进行。

聚合反应过程中，可利用蒸汽对物料进行加热，除不断向反应器中通入压缩空气外，可保持水量过量20%-30%，以增大反应率。

本发明提出的聚合硫酸铁的生产方法，有如下优点：

1.生产工艺流程短，设备简单，因而投资少，占地面积小和建厂快。初步估计，建一套年产1000吨的生产装置，设备投资为1～3.5万元，占地面积200m²左右，主要设备均为定型设备，可直接购买。

2.化学反应速度快，设备生产能力大。

3.原料来源广、产品成本低。如将铁矿粉用硫铁矿烧渣代替，将硫酸用废硫酸代替，可使产品成本大幅度下降，同时，本工艺充分利用原料中的三价铁离子，尽量减少精制过程中催化剂用量，从而降低生产成本。

4.根据需要，可生产出多种规格的产品，分别用来处理废水，生产用水和生活用水。

5.产品性能好，质量稳定，经济效益显著。采用本方法生产的产品可代替聚合氯化铝及三氯化铁处理生活用水。

图1是本发明的生产工艺流程图。

下面依照附图对本发明的实施例作详细的说明：

1.原料：采用磁铁矿粉（150～250目），也可采用硫酸工业的废渣-硫铁矿烧渣（Fe≥50%）作原料，但需要增加矿粉的磨细工序，矿粉的磨细在球磨机中进行，矿粉愈细，对反应愈有利。生产中要求90%的矿粉通过200目的标准筛。

2.配料及预反应：配料和预反应都在预反应器1中进行。配料时，先向预反应器中投入矿粉，然后加水，最后在机器搅拌或压缩空气搅动情况下，通过硫酸计量槽6加入硫酸，此过程中发生的反应为：