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生产聚合硫酸铁中硫酸用量对盐基度的影响

        目前, 聚合硫酸铁的生产一般以硫酸亚铁和硫酸为原料, 先调节亚铁和硫酸根的比例, 然后加入氧化剂将亚铁氧化制得, 其中氧化方式分为直接氧化和催化氧化,直接氧化法利用Na Cl O3、KCl O3、H2O2等作为氧化剂将亚铁直接氧化, 催化氧化法则以Na NO2、HNO3等为催化剂, 以氧气为氧化剂进行氧化。聚合硫酸铁制备方法有多种,所需原料也不尽相同。今天我们来聊聊硫酸用量对铁浸出率对聚合硫酸铁盐基度的影响因素。 

     根据理论计算, 完全溶解80g氧化皮需要120 m L废硫酸, 分别取废硫酸用量0.9(108mL) 、1.0(120mL) 、1.1(132mL)与一定体积的水配成30%浓度的硫酸溶液, 再分别称取80g氧化皮加入其中, 80℃搅拌3h, 转至60℃加入氯酸钠搅拌2h, 过滤制得产品。

    随着硫酸用量的增加, 铁浸出率逐渐升高, 聚合硫酸铁盐基度逐渐下降。1.1硫酸用量虽然铁浸出率zui高, 但硫酸用量过多, 所得产品为带有一定酸度的硫酸铁;1.0硫酸用量铁浸出率适中, 但盐基度只有6%, 未达到合格标准;0.9硫酸用量虽然铁浸出率偏低, 但盐基度可达13%, 符合聚合硫酸铁质量要求, 而且后续会对少量未浸出的铁进行二次处理,因此选择0.9的硫酸用量为较佳的生产条件。 

1、硫酸浓度对铁浸出率和聚合硫酸铁盐基度的影响
      取108 m L废硫酸5份, 每份加入不同体积的水配成20%、30%、40%、50%、60%浓度的硫酸溶液, 再分别称取80g氧化皮加入其中, 80℃搅拌3 h, 转至60℃加入氯酸钠搅拌2 h, 过滤制得产品。
          硫酸浓度增加, H+浓度也随之增加, 对铁氧化物的溶解能力增强。本试验的铁浸出率随着硫酸浓度增加, 呈先升高后降低的趋势, 30%硫酸浓度铁浸出率和产品盐基度为最高值。通过分析数据, 笔者发现, 20%~60%浓度硫酸反应后的二价铁浓度依次为4.6%、7.0%、6.8%、4.3%、2.5%, 与铁浸出率曲线高度契合, 这是由于溶液体系为硫酸、硫酸亚铁和硫酸铁组成的混盐溶液, 80℃条件下硫酸亚铁在水中的溶解度为8%左右, 在同时存在硫酸铁和硫酸的混盐溶液中, 硫酸亚铁的溶解度因为同离子效应进一步降低, 饱和状态的二价铁会限制氧化皮中的铁继续溶解。实际情况便是40%浓度硫酸反应后三价铁浓度高于30%浓度硫酸, 但更易溶解的二价铁浓度反而变低。
      另外, 本试验条件下的硫酸浓度越高, 水的体积越少, 总质量越低, 高浓度硫酸在溶液铁浓度无法继续提高的情况下, 溶液中的总铁变低, 铁浸出率变低。20%浓度硫酸中的二价铁远未达到饱和浓度, 此时继续提高硫酸浓度可以提高氧化皮的溶解程度, 所以30%浓度硫酸的铁浸出率高于20%浓度硫酸。铁浸出率越高, 硫酸利用率也越高, 进而产品盐基度越高。因此, 选择30%浓度硫酸为较佳的生产条件。
2、硫酸溶温度对铁浸出率和聚合硫酸铁盐基度的影响
      取108 m L废硫酸3份, 每份加入一定体积的水配成30%浓度的硫酸溶液, 分别称取80g氧化皮加入其中, 并分别置于60℃、70℃、80℃搅拌3 h, 再转至60℃加入氯酸钠搅拌2h, 过滤制得产品。
      随着酸溶温度的升高, 铁浸出率和产品盐基度均逐渐升高, 80℃时可以获得合适的铁浸出率和产品盐基度。当然, 此时如果继续提升温度, 铁浸出率和产品盐基度也会继续升高, 但更高的温度 (越接近100℃) 会带来保温成本增加、安全风险增大和设备要求提高等诸多问题, 而且后续还会对滤渣进行二次处理, 因此选择80℃的反应温度为最佳的生产条件。
3、硫酸溶时间对铁浸出率和聚合硫酸铁盐基度的影响
      取108 mL废硫酸5份, 每份加入一定体积的水配成30%浓度的硫酸溶液, 分别称取80g氧化皮加入其中, 然后分别置于80℃搅拌2h、3h、4h、6h、8h, 再转至60℃加入氯酸钠搅拌2h, 过滤制得产品。
4、聚合硫酸铁盐基度变化
   随着酸溶时间的增加, 铁浸出率和产品盐基度均逐渐升高, 3-4 h铁浸出率升高趋势变缓, 4 h后铁浸出率升高不明显, 3-4 h可以得到合适的聚合硫酸铁盐基度 (13%~15%) , 因此反应时间应控制在3-4h。
       上述为生产聚合硫酸铁中硫酸用量对盐基度的影响,供参考。想了解更多信息请关注河南鸿畅化工,河南鸿畅化工聚合硫酸铁厂家,将继续秉承:“客户至上”,不断创新、完善,带给客户好的聚合硫酸铁,并大限度让利于新老客户,一同携手为祖国的水处理共做贡献,需要聚合硫酸铁,就到河南鸿畅化工有限公司来吧。

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