水处理用碱式硫酸铁混凝剂

• 本发明属化工领域，涉及一种水处理用碱式硫酸铁混凝剂。
  混凝剂是最基本的水处理剂，用途十分广泛，有铝盐和铁盐混凝剂两大类。铝盐混凝剂现在在我国供水和废水处理中应用极广，因其生成的矾花技术性能差，所含铝具有生物毒性，严重影响城市自来水水质和废水处理效果。相比之下，三价铁盐混凝剂优点很多，是无机混凝剂的发展方向。但市场上合乎生产要求的三价铁盐混凝剂货源甚缺。适用于生活饮用水处理的三价铁盐混凝剂主要的是无水氯化铁，因受生产原料氯气货源的限制，不仅产量少，而且生产成本高，硫酸铁也是一种老产品，系将Fe2O3溶解于浓度75-80%的沸腾硫酸中而成，一般是将黄铁矿制硫酸时产生的矿渣用硫酸处理而成，此矿渣中除含有丰富的Fe2O3外，还含有较多的FeO。现在市场上出售的工业用硫酸铁有如下特点：一是二价铁含量高，使用此混凝剂时需要同时往所处理的水中加氯将二价铁氧化成三价铁；二是游离硫酸含量高，且含量不稳定。所有这些都增加了使用上的麻烦和困难，所以很少使用。聚合硫酸铁是二十世纪八十年代初开始生产的新产品，因其亚硝酸盐含量高，这是一种致癌物质，故不能用于生活饮用水处理，只能用于废水处理；再则大多是液体产品，运输和储存不便；此外，此混凝剂使用时配成的溶液往往不稳定，甚至发生沉淀，因而投药量难以正确控制，影响水处理效果。
• 本发明为了解决现有铁盐混凝剂货源少、使用麻烦的问题，提出一种水处理用碱式硫酸铁混凝剂，其特征在于：所述混凝剂是主要由碱式硫酸铁Fe(OH)SO。与无机酸配制而成的化合物。此混凝剂生产原料丰富，成本低，卫生质量和技术性能好，适用范围广，既适用于生活饮用水和工业给水处理，也适用于工业废水和生活污水处理。
  具体实施方式：按照本人1989年申请的专利号为"ZL89109236.6"、名称为“一种水处理用碱式硫酸铁混凝剂的生产方法”生产出的碱式硫酸铁Fe(OH)SO4，其盐基度，高达33.33%，用它作混凝剂时，配制溶液须加酸中和掉其中一部分或全部羟基变成所需盐基度的聚合铁或普通铁盐后才能用作净水剂。为此，可以投加不同的酸如盐酸、硫酸等等进行中和。本发明的碱式硫酸铁混凝剂即是以碱式硫酸铁为主体与不同的酸配制成的种种三价铁混凝剂的总称。具体实施例如下：若采用硫酸，根据硫酸投加量的多少，可以配制成具有不同盐基度的聚合硫酸铁溶液和硫酸铁溶液。
  2Fe(OH)SO4+(1-n/2)H2SO4=Fe2(OH)n(SO4)3-n/2 +(2-n)H2O
  例如取盐基度为12%时，n/3*2=0.12，n=0.72,1-n/2=0.64，3-n/2=2.64,2-n=1.28，
  得:2Fe(OH)SO4+0.64H2SO4=Fe2(OH)0.72(SO4)2.64+1.28H2O
  取盐基度等于零时，n=0,得：
  2Fe(OH)SO4+H2SO4=Fe2(SO4)3+2H2O
  如若采用盐酸，根据盐酸投加量的多少，可以配制成具有不同盐基度的聚合氯化硫酸铁溶液和氯化硫酸铁溶液：
  2Fe(OH)SO4+(2-n)HCl=Fe2(OH)nCl2-n(SO4)2+(2-n)H2O
  例如取盐基度为12%时，n/3*2=0.12,n=0.72，2-n=1.28,得：
  2Fe(OH)SO4+1.28HCl=Fe2(OH)0.72Cl1.28(SO4)2+1.28H2O
  取盐基度等于零时，n=0，简化后得：
  Fe(OH)SO4+HCl=FeCl(SO4)+H2O
  余类推。问题是碱式硫酸铁在酸性水溶液中溶解非常慢，冬季温度低时更慢，需要几天时间才能完全溶解；用热水溶解可以加快溶解速度，但太费事；所以由用户自己将碱式硫酸铁和酸配制成溶液后使用不方便，由混凝剂生产厂配制成溶液后再出售也不理想，
  因为液体产品运输和贮存很不方便。将酸(例如硫酸)直接加于碱式硫酸铁中制成固体型碱式硫酸铁混凝剂也不尽人意，因为这样的产品在常温水中溶解也慢，冬季水温低时更慢。为了加快喊式硫酸铁混凝剂的溶解速度，以便于用户使用，在碱式硫酸铁中加适量酸和水，这样制成的固体型碱式硫酸铁混凝剂在水中溶解就快了。只需十多分钟就可彻底溶解。
  生产此碱式硫酸铁混凝剂所需原料有硫酸亚铁、硫酸、空声或纯氧和水四种，来源广，生产成本低，适宜于规模化生产；不含有毒有害物质，卫生质量安全可靠；技术性能好，运输、贮存、使用也很方便；其生产过程本身不产生任何工业“三废”。硫酸亚铁是工业生产中的副产物，产量多用量少，作为工业垃圾扔掉的就不少，造成环境污染，将其加工成高品质净水剂，变废为宝，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益。
• 本内容摘自发明专利申请公开号CN1422813A