南平聚合硫酸鐵

南平聚合硫酸鐵

3.1.2 物料比對聚合硫酸鐵鹽基度的影響
在常溫下,當(dāng)酸度值和氧化劑投入量都相同時,改變物料比能提高反應(yīng)速率并且能得到更高品質(zhì)的聚合硫酸鐵。當(dāng)物料比(硫酸亞鐵與硫酸的摩爾比)分別為:1/1.20,1/1.25,1/1.30,1/1.35,1/1.40,1/1.45,1/1.50時,聚合硫酸鐵的鹽基度B(%)為11.8,12.3,11.6,11.2,12.1,12.5,12.1,結(jié)果見圖1。
由圖1可見,當(dāng)物料比為1/1.25和1/1.45時鹽基度最高,實際生產(chǎn)中考慮到成本節(jié)約等問題,當(dāng)投料比為1/1.45時,加入的硫酸亞鐵過多,成本過高。綜合考慮實際投料比為1/1.25左右最佳。

圖1 物料比對鹽基度的影響
Fig.1 The effect of material ratio on the basicity
3.1.3 溫度對聚合硫酸鐵鹽基度的影響
對于大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)來說 ,當(dāng)反應(yīng)物濃度不變時,加熱能提高反應(yīng)速率。實驗結(jié)果表明,在其他條件不變的情況下,當(dāng)反應(yīng)溫度(℃)分別為30,35, 40,45,50 ,55,60和65時,聚合硫酸鐵的鹽基度B(%)分別為8.7,8.8,9.7, 10.2, 11.9, 13, 11.4和10.8。
由此可知,聚合硫酸鐵鹽基度隨反應(yīng)溫度的升高而升高,當(dāng)反應(yīng)溫度升至55℃時,聚合硫酸鐵的鹽基度已達(dá)到較高水平,繼續(xù)升溫鹽基度變化幅度不大。由于本實驗為放熱反應(yīng),若溫度過高,一方面會引起氧化劑部分分解,為了達(dá)到同樣的效果,必將增加氧化劑用量;另一方面,溫度高也會使聚合硫酸鐵發(fā)生分解產(chǎn)生沉淀,降低絮凝能力。綜合考慮,反應(yīng)溫度控制為55℃左右較適宜。

(7）生物氧化法:生物氧化法是以硫鐵礦為原料，引入混合菌種作為料液，在室溫下通入空氣作氧化劑，加入合適的營養(yǎng)物質(zhì),FeSO4在微生物作用下經(jīng)氧化、水解、聚合反應(yīng)得到生物聚合硫酸鐵（BPFS）[12]。
硫鐵礦主要成分是FeS2,先經(jīng)過自然氧化為FeSO4:
2FeSO4 + 7O2 + 2H2O—→ 2FeSO4 + 2H2SO4
亞鐵離子經(jīng)氧化亞鐵桿菌作用,生成三價鐵離子:
2FeSO4 + O2 + H2SO4—→ Fe2(SO4) 3 + H2O
以后的FeS2靠Fe2(SO4) 3氧化成三價鐵離子:
Fe2(SO4) 3 + FeS2 —→ 3FeSO4 + 2S
生產(chǎn)的硫磺經(jīng)氧化硫酸桿菌作用轉(zhuǎn)化為硫酸:
氧化硫酸桿菌
↓
2S+ H2O+ O2 —→H2SO4
這種方法生產(chǎn)PFS,所采用的原料來源廣,生產(chǎn)設(shè)備簡單,成本較低;無需高溫高壓和消毒催化劑,生產(chǎn)中無任何毒副作用。其不足之處是產(chǎn)品中亞鐵離子含量較高,影響凈水效果,此種工藝目前還未普遍使用。