用硫酸礦等含鐵廢礦渣制備聚合硫酸鐵過程

  在硫鐵礦生產硫酸的過程中，產生大量的廢渣即硫鐵礦燒渣，一個中型的硫酸廠年排放廢渣在10~20萬噸。我國硫酸廠家較多，廢渣排放量驚人。由于實行綜合利用，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%，其中三價鐵可達到總鐵含量的96%左右。當燒渣被酸溶解后，可直接經水解、聚合制備聚合硫酸鐵。這為硫鐵礦燒渣的綜合利用開辟了另一途徑。該方法工藝簡單，產品成本低。

  用硫鐵礦燒渣制備PFS的過程，可以概括為酸溶、氧化、消解、聚合。當亞鐵含量較低時，酸溶后可直接進行水解和聚合。酸溶過程是生產的PFS的關鍵所在，它決定了鐵的溶出率、反應時間和產品中游離酸的含量。這些都與PFS的產業化有關。盡管有關用硫鐵礦燒渣研制PFS的報道較多，但工業生產卻甚少。

在生產PFS的過程中，提高鐵的溶出率是關鍵步驟之一。研究表明溶出率與硫酸濃度，反應溫度和固液比有關。在適宜的實驗條件下，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，溶出液無須氧化即可直接水解、聚合制得產品。這不僅避免了氮氧化物的污染，而且進一步降低了生產成本。中試表明，用硫酸礦燒渣生產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，這大大提高了產品的競爭力。將產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，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，聚合硫酸鐵的絮凝性能遠優于PAC和硫酸鋁等鋁鹽絮凝劑。

  為進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程中分別加入助溶劑和助聚改性劑，不僅可以顯著地加快了反應速度，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%，經酸溶、水解和聚合可制得優級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資源，含量豐富。其全鐵含量為59.6%，三價鐵的含量為44.1%，經酸浸、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，工藝簡單，經濟和社會效益明顯。是制備聚合硫酸鐵絮凝劑的方法。