申请日1989.12.08
公开(公告)日1999.12.01
IPC分类号C02F1/52; C01G49/14
摘要
一种用于水处理的三价铁混凝剂-碱式硫酸铁，是一种特殊硫酸盐。本发明以硫酸亚铁为原料，用空气中的氧气作氧化剂，经催化加工而成，成品是固体，这种混凝剂生产工艺流程简单，生产成本低廉。其具有三价铁混凝剂的各种优点：生成的矾花重、沉淀快，受水温(特别是低温)影响小，适用的pH值范围宽且不潮解，所以运输、贮存、使用都很方便。其可广泛应用于生活饮用水等各种给水和各种工业废水处理。
権利要求書
1.一种水处理用碱式硫酸铁混凝剂的生产方法，其特征在于：
①将硫酸亚铁用加热或日晒法进行脱水干燥，使其脱去部分结晶水变成疏 松体;
②将硫酸亚铁疏松体在≤250℃的氧化温度下与空气中的氧气进行氧化反 应，制成碱式硫酸铁。
说明书
一种水处理用碱式硫酸铁混凝剂的生产方法
本发明涉及一种适用于饮用水处理的新型三价铁盐混凝剂-碱式硫酸 铁混凝剂的生产方法，此混凝剂也适用于工业给水、工业废水和生活污水处 理。
采用地面水源的城市自来水厂，水处理时必须投加混凝剂。无机混凝 剂有铝盐混凝剂和铁盐混凝剂两大类。铝是一种慢性毒物，城市自来水厂用 铝盐混凝剂净水会增大自来水中的铝含量，由此产生对广大人民群众身体健 康的危害。与铝盐混凝剂相比，铁盐混凝剂不仅卫生安全性好，混凝处理性 能也好：生成的矾花密实，比重大，沉淀快;适用的PH值范围和水温范围 宽;除有机物的性能好。所以城市自来水厂改用三价铁盐混凝剂有重要意义。 问题是符合卫生质量要求的三价铁盐混凝剂产量少，货源缺。传统的三价铁 盐混凝剂有氯化铁、硫酸铁、氯化硫酸铁等数种，由于种种原因，只有无水 氯化铁在给水处理中得到了较多应用。生产无水氯化铁时氯气用量大，由于 受到氯气货源的限制，所以产量不多。聚合硫酸铁混凝剂有货源，因其含有 致癌物质亚硝酸盐，故城市自来水厂不能使用。
英国专利GB-1469193，专利名称为《生产碱式硫酸铁的方法和设备》。 采用一台倾斜设置的回转管窑，窑管上缠电阻丝，用于加热窑内的物料和空 气。硫酸亚铁从管窑上端加入，随着管窑的旋转逐渐下移，碱式硫酸铁产品 从管窑下端排出。热空气从管窑下端送入，废气从上端排出。管窑内的空气 温度上端最低为46℃，下端最高许可达480℃。该专利中未讲产品的用途 和碱式硫酸铁产品的成分，仅从其举的两个例子中得知，产品内总铁[Fe(Ⅱ)+Fe(Ⅲ)]中Fe(Ⅲ)占89-91%，这Fe(Ⅲ)中有一部分是α -Fe2O3(铁红)。此产品溶解于水时，在浓度1%(以产品重量计)、PH=2 的溶液中水不溶物量占产品重量的11%，这水不溶物应是铁红。由此可见， Fe(Ⅲ)内相当多一部分是Fe2O3，以Fe(OH)SO4存在的Fe(Ⅲ)要比 89-91%小不少。从这些数据可知，这样质量的产品是不能用作净水剂的， 谅必有其他用途。此生产方法存在的问题是，因窑管温度很高，而硫酸亚铁 七水物的熔点是64℃，故硫酸亚铁进入窑中后会熔化烧结，而一旦烧结， 硫酸亚铁颗粒内部的分子就难于与空气接触，产品中残余的Fe(Ⅱ)就多。 管窑下端处温度在300℃以上，最高达480℃，根据化学手册，硫酸亚铁水 合物变成无水物的温度是300℃，而硫酸亚铁一旦变成了无水物，就难于转
化成碱式硫酸铁了。此外，在这样高的温度下，碱式硫酸铁还会分解 成Fe2O3。由于上述原因，此法生产出来的碱式硫酸铁产品纯度低。所以这 种生产方法和设备不适用于碱式硫酸铁混凝剂的生产。
本发明的目的是提供一种生产成本低、使用效果好的碱式硫酸铁混凝 剂的生产方法。参照无水氯化铁国家标准GB1621-79，用硫酸亚铁作原料 生产碱式硫酸铁混凝剂时，硫酸亚铁中Fe2+的氧化率必须大于95%。
本发明的技术方案是：将硫酸亚铁用加热或日晒法进行脱水干燥，使其 脱去部分结晶水变成疏松体;将疏松体在≤250℃的氧化温度下与空气中的 氧气进行氧化反应，制成碱式硫酸铁。
本发明的效果：由于硫酸亚铁是在固体状态下用空气中的氧气进行氧 化，所以工艺流程简单，生产成本低。此混凝剂在水处理工艺上不仅具有现 有三价铁盐混凝剂的各种优点，如生成的矾花重、沉淀快，不受水温影响(特 别是低温)，适用PH值范围宽，而且此混凝剂是固体，没有潮解性，因此 运输、贮存、使用方便。用此种方法生产的碱式硫酸铁混凝剂，产品质量安 全可靠，可在生活饮用水等给水、污水和工业废水澄清及去色处理中广泛使 用。
