聚硅硫酸鐵(PFSS)的制備方法

時(shí)間：2023-03-24 19:19:44來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

聚硅硫酸鐵(PFSS)的制備方法

[db:作者] / 2022-12-27 00:00

[物化性質(zhì)]聚硅硫酸鐵(PFSS)結(jié)構(gòu)式為[Fe2(SiO2)n(SO4)3-n]m，為灰綠色或紅褐色液體，固含量2%～5%，是一種較新型的無機(jī)高分子絮凝劑，其絮凝效果明顯優(yōu)于聚合硫酸鐵或其他單一陰、陽離子的無機(jī)高分子絮凝劑，適于低溫低濁度水的混凝處理。這是由于聚硅硫酸鐵中的活化聚硅酸是一類陰離子型無機(jī)高分子絮凝劑，而其中的金屬鐵聚合物則是陽離子型無機(jī)高分子絮凝劑，前者主要通過吸附架橋絮凝，后者的存在可以在凈水過程中同時(shí)發(fā)揮靜電中和、吸附架橋及網(wǎng)捕三種功能。同時(shí)由于鐵離子與硅酸之間有較強(qiáng)的吸附絡(luò)合作用，使這種絮凝劑可以達(dá)到較高的分子量，因此在水處理中有望取代有機(jī)高分子絮凝劑。

[制備方法]

(1)取計(jì)量的硅酸鈉用水稀釋到一定濃度，加硫酸調(diào)pH值，放置一定時(shí)間使硅酸聚合后再加入計(jì)量的硫酸鐵，充分混合，陳化一定時(shí)間后即制得聚硅硫酸鐵。

制備方法引入硅的聚鐵混凝劑的合成。取一定量已標(biāo)定好的FeCl3溶液于小燒杯中，加入適量鹽酸進(jìn)行酸化，再加入適量蒸餾水，然后在快速攪拌下緩慢倒入設(shè)定量的單硅酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌5min將其混勻，用已知濃度的氫氧化鈉溶液將其慢速滴定到不同的OH/Fe比值，最后轉(zhuǎn)移到容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，得到引入硅酸根離子的復(fù)合型聚合鐵混凝劑。

(2)中國專利200510094967.1中介紹了一種以冶金渣為原料制備聚硅硫酸鐵鋁的方法。所制得的聚硅硫酸鐵鋁適用于處理高濁度懸浮液、生活污水和工業(yè)廢水。該方法成本低廉，過程簡單，減少了資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。具體制備方法如下。

配置濃度為10%的硫酸溶液，備用。將轉(zhuǎn)爐污泥和高爐渣以2：1(質(zhì)量比)混合，然后加入已配好的硫酸溶液，酸解一定時(shí)間，渣溶解完全后，將其進(jìn)行抽濾，并將濾液取出，備用。配置10%的NaOH溶液，并調(diào)節(jié)pH值至2.2，逐滴加入30% H2O2，氧化終點(diǎn)用鐵氰化鉀檢測法來控制(取少量溶液滴加在鐵氰化鉀固體上，若亞鐵離子已全部氧化為三價(jià)鐵離子，則不變色，若亞鐵離子沒被完全氧化，則會生成藍(lán)色絡(luò)合物)。在反應(yīng)初期要進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁瑪嚢钑r(shí)間控制在30min。將已經(jīng)配置好的溶液放入80℃左右的恒溫水浴鍋中使其聚合，當(dāng)體系出現(xiàn)紅棕色黏稠液體時(shí)，用10%NaOH溶液調(diào)節(jié)體系pH值至2.0，繼續(xù)在恒溫水浴中放置2h，充分聚合后生成紅黃絮狀顆粒。然后可將其在恒溫水浴中繼續(xù)放置蒸發(fā)水分，直至成為黃色固體狀態(tài)，研磨得最終產(chǎn)品。

(3)中國專利200310108445.3中介紹了固體聚硅硫酸鐵的一步法生產(chǎn)方法。本工藝在室溫條件下，將固體原料一水硫酸亞鐵與硅酸鈉、硝酸和硫酸混合，攪拌，原料間發(fā)生氧化、聚合反應(yīng)，得到固體聚硅硫酸鐵產(chǎn)品。具體制備方法如下。

在室溫條件下，向聚四氯乙烯容器中分別加入一定量的一水硫酸亞鐵與硅酸鈉固體，混合均勻，然后加入硝酸和硫酸的混合液。反應(yīng)時(shí)間為48h，反應(yīng)溫度為25～61℃，待反應(yīng)完成后，取出粉碎，放置38h后，即得到固體聚硅硫酸鐵混凝劑產(chǎn)品。該產(chǎn)物指標(biāo)如下：總鐵22.0%；鹽基度25.5%；氧化硅3.2%；還原性物質(zhì)(以Fe2+計(jì))0.06%，不溶物低于1%，顆粒粒徑1～500μm。

聚硅硫酸鐵是PFS的復(fù)配改性鹽混凝劑。通過混凝性能測試，結(jié)果表明聚硅硫酸鐵在較大的投加區(qū)域范圍內(nèi)比PFS顯示出更為優(yōu)越的除濁能力，絮體沉降性能也更好。

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