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环亚集团硫酸铁溶液制备聚合硫酸铁方法

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  化学一班 . 兰加遥 6 硫酸铁溶液制备聚合硫酸铁的方法 一. 该专利的发明背景? 聚合硫酸铁(PFS)也称为羧酸硫酸铁或碱式硫酸铁,70 年 代首先由日本研制成功,80 年代初开始投入工业化生产与 应用[ 1 ]。聚合硫酸铁含有大量阳聚离子,如[Fe3(OH)4]5+, 1/7 化学一班 兰加遥 6 [Fe6(OH)12]6+,[Fe4O(OH)4]6+ 等,它们以羟基(- OH) 架桥形成多核络离子,从而形成相对分子量高达1×105 的无 机高分子化合物[2 ]。这些高价络离子具有压缩胶粒的双电 层、降低ξ 电位和吸附架桥等多种絮凝作用,使水中的胶 粒迅速脱稳聚沉。 聚合硫酸铁作为一种新型无机高分子絮凝剂,因具有优越的 净水性能,加上生产成本低、投加量少、产生的矾花大、絮 体密实、沉降快、适用pH 值范围广、杂质(浊度、COD、悬 浮物等)去除率高、絮团沉降快,脱色效果好等优点,倍受水 处理界的青睐,已广泛应用于各种工业废水和城市污水处理 经过多次试验,仔细分析试验结果最终功夫不负有心人,硫酸铁 溶液制备聚合硫酸铁的方法诞生了! 二.之前为何没有人提出想到该发明? 1.方法独到。 2/7 化学一班 2.工艺流程图精辟。 兰加遥 6 三.在该发明之前其他人都做了哪些工作? 陈辅君,聚合硫酸铁的合成研究. 1995 ,11 姜海等 净水剂聚合硫酸铁合成新方法.1996 , 4 陈承勇 利用钛白粉生产中的副产品制备聚合硫酸铁. 1998 高文德 聚合铁生产中出现的问题和处理见解.1998 张明权 聚合硫酸铁絮凝剂合成新方法及性能研究.1994 白玉兴 聚合硫酸铁合成中催化剂的研究.1996 李凤亭 雾化法制备聚合硫酸铁新工艺.1996 李凤亭 国外氮氧化物催化法合成聚合铁的新工艺.1998 张敬东 用硫铁矿制备系净水剂实验研究.1996. 高宝玉 聚硅酸硫酸铁混凝剂的性能研究. 1997 高宝玉 用透射电镜研究聚硅酸硫酸铁混凝剂的形态.1998 田宝珍 铝铁共聚复合絮凝剂的研制及应用. 1998 3/7 化学一班 兰加遥 6 四.该发明是怎样完成的? 4/7 化学一班 兰加遥 6 五.假如我在那时代,我将以哪种思路?哪 种方法?来完成该发明? 聚合硫酸铁的制备一般要经过氧化、水解、聚合三个基 本过程。制备聚合硫酸铁的原料很多,目前,普遍采用绿矾 和亚铁盐溶液,主要来自钛白粉生产的副产品绿矾和废酸, 此外还可以用铁矿石为原料来制备,包括赤铁矿、磁铁矿、 硫铁矿烧渣等。 由于PFS 可利用含铁废渣或废液与含酸废液 合成,以废治废,具有环境效益、社会效益和经济效益。根 5/7 化学一班 兰加遥 6 据氧化方式的不同, PFS 的制备方法可以用直接氧化法和催 化氧化法。 1.1 直接氧化法 直接氧化法使用的氧化剂主要有H2O2、 Cl2、 Na-ClO、 KClO3 等无机氧化剂,直接氧化法反应速度快,反应进行彻底,产 品质量好。 1.2 催化氧化法 以空气或氧气为氧化剂,在催化剂的作用下,在酸性的环境 中Fe(Ⅱ)被氧化成Fe(Ⅲ)。O2 是一种强氧化剂,其在 酸性环境中氧化还原标准电极电位为1.229V ,从热力学上看 可以将Fe2+ 氧化为Fe3+,但氧化速度非常缓慢。在实际生 产中难以单独实现Fe2+ 的完全氧化,环亚集团为了加快这个反应速 度,必须要加入催化剂。 六. 该发明过程中要克服哪些细节难点?如 何发现并克服该细节难点的? 难点在制备过程中反应条件(温度,催化剂,纯度)的控制 6/7 化学一班 兰加遥 6 七.如何改进该发明? 1.用类似“回流”的办法来提高催化剂的利用效率,用NaOH 来回收NO2 ,减少了环境污染。 2.由于催化反应是气液相反应,因此需增加气液的互溶。增 大气液相的接触面积;增大气液相的压力。用反应塔法和 雾化法,实现大规模生产,能使成本大幅度降低,或者用循环 工艺的喷射法,使液体在气相中充分分散,提高了反应效率, 并且可在减压及较低温度下(常温至50 ℃) 进行反应,大大 提高生产效益。 7/7