用硫酸礦等含鐵廢礦渣制備聚合硫酸鐵過(guò)程

  在硫鐵礦生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中，產(chǎn)生大量的廢渣即硫鐵礦燒渣，一個(gè)中型的硫酸廠(chǎng)年排放廢渣在10~20萬(wàn)噸。我國硫酸廠(chǎng)家較多，廢渣排放量驚人。由于實(shí)行綜合利用，約80%的燒渣用于水泥助焙燒。該廢渣主要成分是氧化鐵和少量氧化硅等，總鐵含量在45%~56%，其中三價(jià)鐵可達到總鐵含量的96%左右。當燒渣被酸溶解后，可直接經(jīng)水解、聚合制備聚合硫酸鐵。這為硫鐵礦燒渣的綜合利用開(kāi)辟了另一途徑。該方法工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品成本低。

  用硫鐵礦燒渣制備PFS的過(guò)程，可以概括為酸溶、氧化、消解、聚合。當亞鐵含量較低時(shí)，酸溶后可直接進(jìn)行水解和聚合。酸溶過(guò)程是生產(chǎn)的PFS的關(guān)鍵所在，它決定了鐵的溶出率、反應時(shí)間和產(chǎn)品中游離酸的含量。這些都與PFS的產(chǎn)業(yè)化有關(guān)。盡管有關(guān)用硫鐵礦燒渣研制PFS的報道較多，但工業(yè)生產(chǎn)卻甚少。

在生產(chǎn)PFS的過(guò)程中，提高鐵的溶出率是關(guān)鍵步驟之一。研究表明溶出率與硫酸濃度，反應溫度和固液比有關(guān)。在適宜的實(shí)驗條件下，燒渣中鐵溶出率可達92%以上，亞鐵匯款單總鐵量的3.5%以下，溶出液無(wú)須氧化即可直接水解、聚合制得產(chǎn)品。這不僅避免了氮氧化物的污染，而且進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。中試表明，用硫酸礦燒渣生產(chǎn)聚合鐵絮凝劑的成本比催化氧化法低30%~40%，濃度可達200g/L以上，這大大提高了產(chǎn)品的競爭力。將產(chǎn)品用于造紙中段廢水、油田注水、煉油、污染、再生紙造紙、選礦和糖精鈉等廢水處理時(shí)，表現出良好的絮凝效果。尤其在處理高濃度、高懸浮物的黃板紙、瓦棱紙廢水和含油廢水時(shí)，聚合硫酸鐵的絮凝性能遠優(yōu)于PAC和硫酸鋁等鋁鹽絮凝劑。

  為進(jìn)一步提高聚合硫酸鐵的絮凝性能并降低成本，在上述制備PFS的工藝基礎上，采用在酸溶和消解聚合過(guò)程中分別加入助溶劑和助聚改性劑，不僅可以顯著(zhù)地加快了反應速度，而且所制得的復合改性聚鐵的絮凝除濁性能也明顯得到提高。

  用其他含鐵礦渣制備聚合硫酸鐵

  除硫鐵礦燒渣外，菱鐵礦、鐵泥、平（轉）爐塵、天然鐵礦等含鐵（廢）渣也能用于制備PFS。平爐塵被堿溶除雜后，鐵氧化物的含量大于99.5%，經(jīng)酸溶、水解和聚合可制得優(yōu)級PFS，其中不含有害離子，適用于飲用水原水的處理。另外，天然鐵砂作為大別山區的一種礦產(chǎn)資源，含量豐富。其全鐵含量為59.6%，三價(jià)鐵的含量為44.1%，經(jīng)酸浸、氧化和水解聚合，可制得高濃度的PFS。天然鐵砂的儲量大、含量高，將其作為PFS的原料，有很好的發(fā)展前景。

  總之，以含鐵廢渣作原料制備PFS是一種變廢為寶的好方法，該法成本低，工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟和社會(huì )效益明顯。是制備聚合硫酸鐵絮凝劑的方法。