无机混凝剂的制备VIP免费

接氧化硫酸亚铁的硫酸水溶液(硫酸与硫酸亚铁的摩尔比在0.20-0.45范围内)专业化学年级、班级课程名称综合化学实验实验项目无机混凝剂的制备实验时间2012-03-31课程密码35445实验指导老师吕向红老师实验评分1前言【实验目的】①了解混凝剂在水中处理中重要作用，混凝剂的种类与制备方法。②掌握合成无机混凝剂的操作技术。③学会通过金属含量、碱化度、Zeta电位的测定，评价混凝剂的水处理产品稳定性和混凝性能。【研究进展】混凝法是废水处理中非常重要、应用广泛的方法，即在废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮凝体，再加以分离除去的过程，其混凝机理包括压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀网捕等。混凝剂按组成、性质分类，它可大致分为无机混凝剂、有机混凝剂、微生物混凝剂3类。这里着重介绍无机混凝剂。无机混凝剂主要有铁盐系和铝盐系两大类，按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系，按相对分子质量大小又可分为低分子体系和高分子体系两类，主要混凝剂有FeCl3、AlCl3、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3及其多聚物等。无机混凝剂应用较早，广泛用于水的净化处理和污水的脱泥处理等。目前，最具市场潜力和应用前景的混凝剂是聚合硫酸铁(PFS),这是一种无机高分子混凝剂，其分子式可表示为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m，其相对分子质量可高达10000-100000。根据红外光谱和透射电镜分析，聚铁溶液中包含多种铁的配合离子，如[Fe(H2O)6]3+、[Fe(H2O)3]3+、[Fe(OH)2]+、[Fe(OH)』3-、[Fe(OH)4]-、[Fe(OH)5]2-等，这些带电粒子具有很强的架桥、卷扫、絮凝和电中和等作用，受到pH值和带点颗粒的影响很容易脱稳形成更大颗粒的絮状沉淀，沉降速率更快,比传统的简单无机盐即铁盐和铝盐混凝性能要好得多，去除COD、S、浊度、臭味、重金属的能力和脱色、脱水等性能更好，絮体沉降速度更快，因此在各种废水治理、工业水处理及污泥脱水中得到了广泛的应用。又因价格较低，逐步成为主流絮凝药剂。目前，市场上有两种类型的聚铁产品，即液体聚铁(或聚铁溶液)和固体聚铁。液体聚铁的生产方法根据原料的不同主要有以下两种：①以铁盐为原料，将其直接水解;②以硫酸和硫酸亚铁为原料。这又分为直接氧化法和催化剂氧化法。直接氧化法是在快速搅拌下，用强氧化剂，如H2O2、Cl2、KC1O3、MnO2等，直而制得产品。催化氧化法是在快速搅拌下，以亚硝酸钠作为催化剂，用氧气或空气氧化硫酸亚铁的硫酸水溶液(硫酸雨硫酸亚铁的摩尔比在0.2-0.45范围内)而制得产品。工业上一般采用催化氧化法，尤其可采用工业副产品废硫酸亚铁和废酸(酸洗废酸、TiO2生产废酸)等为原料，生产工艺简单、原料价廉易得，能以废治废,因而具有广泛的社会效益、环境效益和经济效益。液体聚铁和固体聚铁各有其优点缺点。液体聚铁制备方法简单、使用方便，但运输困难，储存过程中容易水解出现浑浊（尤其当聚铁的碱化度比较大时）。为了延长稳定时间，往往要在溶液中加入NaCl、KC1、Na3PO4、K3PO4等盐类。固体聚铁可克服以上缺点，但制备时耗能大。聚铁最先是由日本于20世纪70年代开发成功的液体产品，并于80年代初实化硫酸亚铁的硫酸水溶液（硫酸与硫酸亚铁的摩尔比在0.20-0.45范围内）而制现工业化生产。我国于80年代开始对聚铁进行开发研究。到目前为止，已开发成功采用不同原料和不同生产方法的制备工艺，力图克服文献方法中的缺点。如，①将催化空气氧化法改为密闭容器中的加压氧气氧化法，既提高了反应速率,又避免了NOx的泄漏；②采用废铁屑、废硫铁矿渣、废铁矿石渣、其他铁矿渣等为原料，以废治废。单纯的聚铝类和聚铁类高分子混凝剂现在已研究较少，复合型和硅酸盐金属类高分子混凝剂现在已成为研究热点；并且，无机与有机高分子复合共聚的混凝剂已成为新的方向。2实验部分实验原理】（1）制备原理本实验是采用工业副产品废硫酸亚铁和废酸（酸洗废酸、TiO2生产废酸）等为原料制备混凝剂聚合硫酸铁溶液（PFS）。采用直接氧化法，即用强氧化剂，如H2O2、Cl2、KCIO3、MnO2等，直接氧得产品。反应过程中，一方面，铁盐（三价）在水溶液中会发生水解生成碱式铁盐；另一方面，亚铁盐在足...