絮凝剂PFCS的制备及其性能研究_孙剑辉

第17卷第4期1996年8月环境科学ENVIRONMENTALSCIENCEVol.17,No.4Aug.,1996絮凝剂PFcs的制备及其性能研究`孙剑辉夏四清孙瑞霞(河南师范大学环境科学研究所,新乡453002)摘要利用HZSO4一HCI混酸溶解轧钢废钢渣的溶出液作原料,制成一种新型无机高分子絮凝剂聚合氛硫酸铁(简称PFCS).试验了它的絮凝性能,并与聚合硫酸铁(简称PF)S的絮凝效果进行了比较.实验结果表明:PFCS在pH一6一9的范围内具有良好的絮凝去浊性能;絮凝条件相同,将浊度为425度的黄河水样处理至5度以下,PFCS的投用量仅需10mg/L,而PFS的投用量至少需25mg/L.PFCS的絮凝沉降效果较PFS要好.关锐词聚合氯硫酸铁,絮凝剂,轧钢废钢渣,资源化.为了开发利用钢铁厂大量的轧钢废钢渣,本工作在聚合硫酸铁(PF)S田和聚合氯化铁(PFC)〔2〕制备研究的基础上,利用轧钢废钢渣的酸溶出液作原料,研制出一种新型无机高分子絮凝剂聚合氯硫酸铁(简称PFC)S,并与常用的无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁的絮凝效果进行了比较.1聚合抓硫酸铁的制备1.1制备原理PFcs同PFs和PFc均系含有经基的高价铁盐聚合物.制备此类聚合物的关键是控制OH一与Fe+3的摩尔比值,有研究3[]表明:当[OH一]/〔eF3+〕毛。.4时,聚合铁中Fe3+的形态主要为[Fe:(OH)2]“和[Fe;(OH)。」6十的低聚物,在絮凝中既可以发挥专属吸附的电中和凝聚脱稳作用,又可以发挥粘结架桥及卷扫絮凝作用,有很好的絮凝效能.在PFCS的制备中,控制[OH一]/[Fe3+]值在0.3一0.4之间二轧钢废钢渣的酸溶出液中约含有42%的FeZ十,FeZ+的氧化选用氧气作氧化剂,硝酸作催化剂.反应机理为:在硫酸酸性溶液中,硝酸分解产生NOZ,NOZ可直接氧化部分eF+2,同时产生NO.NO可同FeZ十形成一种黑褐色络合物少e(NO)504],此络合物能迅速地同O。作用生成Fe(OH)504.Fe(NO)50`十O:+HZSO;一Fe(OH)504+NO+HZO控制溶液中HZSO`和HCI的量,其中存在的FeZ(504)3、FeC13和Fe(OH)50;可发生聚合,制成PFCS·由上可见,由于NO二的参与,改变了亚铁被02氧化的过程,使得在酸性条件下很难被0:氧化的亚铁(反应速度常数趋向于零)4j[变得容易被氧化.1.2制备方法在装有锚式搅拌器的搪瓷反应釜中加入计量的轧钢废钢渣混酸溶出液,控制反应温度为50一60℃,从反应釜底部通入氧气,从高位槽滴加催化剂HNO。和控制[OH一〕/〔Fe3+〕值的HZSO`,使之进行催化氧化聚合反应.制备过程中不断对反应液中Fez+离子进行测定,待亚铁离子完全氧化(Fe+2镇0.01%)后结束反应,反应时间为lh左右.反应完成后,静置冷却至室温,放料包装.经测定,此方法制备的PFCS的主要指标(8批平均值)为:密度1.429c/m,;Fe3+11.36%;FeZ+0.01%;碱化度10.50%;pHo.84.该PFCS的成分可用通式仁Fe3(OH),(CI);,(504)2,〕二表示,其中n