r>[0056] (1)取七水硫酸亞鐵含量為91wt%的工業(yè)級(jí)七水合硫酸亞鐵固體，配制成亞鐵離 子的質(zhì)量濃度為250g/L的硫酸亞鐵水溶液，在不斷攪拌下，以lOmL/min的速度向硫酸亞鐵 水溶液中滴加過氧化氫含量為25wt%的雙氧水至溶液呈紅棕色；
[0057] (2)在常溫常壓下，向步驟（1)的溶液中同時(shí)滴加過氧化氫含量為25wt%的雙氧 水和硫酸含量為60wt%的硫酸水溶液，控制雙氧水和硫酸水溶液的滴加速度分別為IOmL/ min和2mL/min，直至硫酸亞鐵與過氧化氫的摩爾比為1 : 0. 6 ;
[0058] (3)步驟（2)的反應(yīng)進(jìn)行1. 5小時(shí)后，經(jīng)檢測(cè)，反應(yīng)液呈紅棕色粘稠狀，且反應(yīng)液的 PH值達(dá)到2即停止反應(yīng)，將反應(yīng)液噴霧造粒，得到淡黃色聚合硫酸鐵固體。
[0059] 對(duì)比例2
[0060] 本對(duì)比例所述的聚合硫酸鐵的制備方法，包括如下步驟：
[0061] (1)取硫酸含量為60wt%的硫酸水溶液對(duì)2. 75Kg、七水硫酸亞鐵含量為91wt%的 工業(yè)級(jí)七水合硫酸亞鐵固體進(jìn)行酸化處理，并攪拌使之酸化均勻直至得到pH = 1的混合 液，所述混合液中亞鐵離子的質(zhì)量濃度為250g/L ;
[0062] (2)在常溫常壓下，向盛裝有所述混合液的耐酸反應(yīng)釜中滴加過氧化氫含量為 25wt %的雙氧水進(jìn)行反應(yīng)，控制所述雙氧水的滴加速度為10mL/min，直至所述混合液中的 硫酸亞鐵與所述雙氧水中的過氧化氫的摩爾比為1 : 0.6;
[0063] (3)步驟⑵的反應(yīng)進(jìn)行1. 5小時(shí)后，經(jīng)檢測(cè)，反應(yīng)液呈紅棕色粘稠狀，且反應(yīng)液的 pH值達(dá)到2即停止反應(yīng)，將反應(yīng)液噴霧造粒，得到淡黃色聚合硫酸鐵固體。
[0064] 對(duì)比例3
[0065] 本對(duì)比例所述的聚合硫酸鐵的制備方法，包括如下步驟：
[0066] (1)在常溫常壓下，向耐酸反應(yīng)釜中依次加入七水硫酸亞鐵含量為91wt%的工業(yè) 級(jí)七水合硫酸亞鐵固體3. 26Kg、過氧化氫含量為25wt %的雙氧水0. 8L、以及硫酸含量為 60wt %的硫酸水溶液0. 3L，在不斷攪拌下混合進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)混合液的初始pH = 1，所 述硫酸亞鐵與所述雙氧水中的過氧化氫的摩爾比為1 : 0.6;
[0067] (2)步驟⑵的反應(yīng)進(jìn)行1. 5小時(shí)后，經(jīng)檢測(cè)，反應(yīng)液呈紅棕色粘稠狀，且反應(yīng)液的 pH值達(dá)到2即停止反應(yīng)，將反應(yīng)液噴霧造粒，得到淡黃色聚合硫酸鐵固體。
[0068] 對(duì)比例4
[0069] 本對(duì)比例所述的聚合硫酸鐵的制備方法，包括如下步驟：
[0070] (1)取硫酸含量為60wt%的硫酸水溶液對(duì)2. 75Kg、七水硫酸亞鐵含量為91wt%的 工業(yè)級(jí)七水合硫酸亞鐵固體進(jìn)行酸化處理，并攪拌使之酸化均勻直至得到pH = 2. 5的混合 液，所述混合液中亞鐵離子的質(zhì)量濃度為250g/L ;
[0071] (2)在常溫常壓下，將所述混合液與過氧化氫含量為25wt%的雙氧水通過分別獨(dú) 立的流動(dòng)通道實(shí)現(xiàn)單獨(dú)流動(dòng)，當(dāng)所述混合液與所述雙氧水從各自的流動(dòng)通道流出之后，二 者在距離所述反應(yīng)釜底部的高度為反應(yīng)釜總高度的4/5處相互接觸并發(fā)生反應(yīng)；其中，控 制所述混合液的流速為30mL/min，所述雙氧水的流速為10mL/min，使得所述混合液中的硫 酸亞鐵與所述雙氧水中的過氧化氫的摩爾比為1 : 0.6;
[0072] (3)步驟（2)的反應(yīng)進(jìn)行1. 5小時(shí)后，反應(yīng)液呈紅棕色粘稠狀即停止反應(yīng)，將反應(yīng) 液噴霧造粒，得到淡黃色聚合硫酸鐵固體。
[0073] 實(shí)驗(yàn)例1
[0074] 采用X-射線衍射儀對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1制得的聚合硫酸鐵固體進(jìn)行表征，其XRD譜 圖如圖1所示。
[0075] 由圖1可以看出，在10-85°的掃描范圍內(nèi)沒有出現(xiàn)明顯的晶體峰，這說明依照 本發(fā)明所述的方法制得的聚合硫酸鐵基本無結(jié)晶度，主要為無定型結(jié)構(gòu)的羥基硫酸鐵聚合 物，而在25-30°之間有微弱的晶體峰，表明了還混雜有微量晶體。根據(jù)上述分析可知，依照 本發(fā)明所述的方法制得的聚合硫酸鐵為混雜有微量晶體的無定型結(jié)構(gòu)的羥基硫酸鐵聚合 物。
[0076] 根據(jù)GB14591-2006《水處理劑：聚合硫酸鐵》中規(guī)定的聚合硫酸鐵測(cè)試方法，對(duì)本 發(fā)明實(shí)施例1制得的聚合硫酸鐵固體進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如表1所示。
[0077] 表1實(shí)施例1制得的聚合硫酸鐵的主要性能指標(biāo)
[0078]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚合硫酸鐵的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 使用硫酸水溶液對(duì)硫酸亞鐵進(jìn)行酸化處理，得到pH值為0. 5-1. 5的混合液； (2) 在常溫常壓下，將所述混合液與雙氧水通過分別獨(dú)立的流動(dòng)通道實(shí)現(xiàn)單獨(dú)流動(dòng)以 同時(shí)注入反應(yīng)體系中進(jìn)行反應(yīng)，所述混合液中的硫酸亞鐵與所述雙氧水中的過氧化氫的摩 爾比為 1 : (0. 55-0. 7); (3) 待步驟（2)的反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液干燥成型，即得聚合硫酸鐵固體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合硫酸鐵的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，所述硫酸 水溶液中硫酸的質(zhì)量百分含量為60-70%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚合硫酸鐵的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，所述 硫酸水溶液為鈦白生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢硫酸水溶液；所述硫酸亞鐵為鈦白生產(chǎn)過程中產(chǎn)生 的廢硫酸亞鐵，所述廢硫酸亞鐵中含有90wt%以上的硫酸亞鐵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的聚合硫酸鐵的制備方法，其特征在于，步驟（1)中，所 述混合液中亞鐵離子的質(zhì)量濃度為200-250g/L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的聚合硫酸鐵的制備方法，其特征在于，步驟（2)中，所 述混合液與所述雙氧水從各自的流動(dòng)通道流出之后，在距離反應(yīng)釜底部H高度處相互接觸 并發(fā)生反應(yīng)，所述H高度為所述反應(yīng)釜總高度的7/10-9/10,所述混合液與所述雙氧水混合 后所形成的反應(yīng)液的高度為所述反應(yīng)釜總高度的1/2-2/3。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的聚合硫酸鐵的制備方法，其特征在于，步驟（2)中，控 制所述雙氧水的流速為10-15mL/min。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的聚合硫酸鐵的制備方法，其特征在于，步驟（2)中，所 述雙氧水中過氧化氫的質(zhì)量百分含量為25-50%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的聚合硫酸鐵的制備方法，其特征在于，步驟（2)中，所 述反應(yīng)體系的pH值達(dá)到2-3時(shí)停止反應(yīng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的聚合硫酸鐵的制備方法，其特征在于，步驟（2)中，所 述反應(yīng)體系為密閉體系。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的聚合硫酸鐵的制備方法，其特征在于，步驟（3)中，所 述反應(yīng)的時(shí)間為1-2小時(shí)；所述干燥成型的方法為噴霧造粒。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種聚合硫酸鐵的制備方法，先將硫酸水溶液與硫酸亞鐵混合得到pH值為0.5-1.5的混合液，再將該混合液與雙氧水通過分別獨(dú)立的流動(dòng)通道實(shí)現(xiàn)單獨(dú)流動(dòng)以同時(shí)注入反應(yīng)體系中進(jìn)行反應(yīng)制得聚合硫酸鐵。這樣不僅有助于增強(qiáng)過氧化氫的氧化能力，促進(jìn)亞鐵離子向鐵離子轉(zhuǎn)化的速率，還可使亞鐵離子與過氧化氫充分接觸而迅速發(fā)生反應(yīng)，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的過氧化氫在較高溫度或強(qiáng)酸條件下分解的問題，從而減少了過氧化氫的用量，降低了成本投入，且簡(jiǎn)化了操作工序，大大縮短了反應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明制得的聚合硫酸鐵的質(zhì)量符合國(guó)標(biāo)一等品指標(biāo)，使用該聚合硫酸鐵對(duì)廢水進(jìn)行處理后，出水COD值能穩(wěn)定達(dá)到86mg/L以下，使得本發(fā)明所述的方法適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C01G49-14, C02F1-52
【公開號(hào)】CN104692467
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510080038
【發(fā)明人】樊俐, 王立賢
【申請(qǐng)人】北京三聚環(huán)保新材料股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日