一種聚合硫酸鐵助干燥劑及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于固體聚合硫酸鐵技術領域，具體涉及一種聚合硫酸鐵助干燥劑及其應用。
【背景技術】
[0002]化學處理在給水和污水處理中是一個非常重要的單元，其中絮凝劑是一種可用來有效分離引起水污染的細小懸浮顆粒的化學藥劑。我國絮凝劑需求量大，隨著國家對污染治理力度的加強，絮凝劑將具有巨大的潛在市場。目前絮凝劑的主要品種仍然是鐵鹽和鋁鹽，有機高分子絮凝劑價格昂貴，且殘存單體或分解產物可能存在毒性，而鋁鹽絮凝劑存在鋁毒及余鋁后沉淀、低溫除濁能力低等缺點。聚合硫酸鐵是一種新型的無機高分子絮凝劑，因其分子中存在多種高價多核羥基絡合物，在使用過程中，絡合物進一步水解，其產物具有中和膠體電荷、壓縮雙電層、降低膠體電位的能力，最終水解成氫氧化物沉淀。該沉淀吸附能力極強，對水中的重金屬離子、COD、BOD、SS、色度和惡臭等具有獨特的去除效果。與其他絮凝劑相比具有礬花大、絮體密實、沉降性能比鋁系絮凝劑好，以及沉降快、使用PH范圍廣、耗量少、效果好、無毒、價格便宜等優點，頗受水處理屆的青睞，已成為近年來水處理劑研宄中的重點和熱點。
[0003]目前大多數的聚合硫酸鐵為液體產品，運輸和貯存都不方便，很大程度上制約了它的推廣應用，因此固體聚合硫酸鐵的研制和開發便成了人們關注的焦點。
[0004]固體聚合硫酸鐵的制備工藝一般來說有三種途徑:噴霧干燥法、脫水氧化法(公開號CN1105342A)和真空干燥法。其中噴霧干燥法設備成本較高，能耗大，經濟效益不理想；脫水氧化法同樣存在不少弊端，生產的產品中二價鐵離子含量較高，達不到國家指標，而且產品中固體不溶物多，所以一般不采用此法；真空干燥法在應用過程中由于設備投資較大，并且生產過程中需要負壓導致操作不方便，大多也不被采用。本設計采用的是常規生產工藝，采用帶正電聚合物、非離子表面活性劑和溶劑三者混合產生的一次助干燥劑加入準備干燥的聚合硫酸鐵溶液中攪拌烘干。此法可以降低產品的分子凝結力，有利于產品的粉碎，有效降低了產品的松裝密度。
【發明內容】
[0005]本發明為克服現有技術的不足而提供了一種聚合硫酸鐵助干燥劑及其應用，該助干燥劑可以降低聚合硫酸鐵的分子凝結力，有利于產品的粉碎，有效降低了產品的松裝密度。
[0006]本發明的技術方案為:一種聚合硫酸鐵助干燥劑，其特征在于包括以下重量百分配比的原料:帶正電聚合物10%-40%、非離子表面活性劑2%-20%和溶劑40%-70%，所述的帶正電聚合物為聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鉀或聚丙烯酸銨中一種或多種，所述的非離子表面活性劑為二乙二醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單油酸酯或丙二醇單月桂酸酯中的一種或多種，所述的溶劑為甲醇、乙醇或丙酮。
[0007]本發明所述的聚合硫酸鐵助干燥劑包括以下重量百分配比的原料:帶正電聚合物聚丙烯酸鈉30%、非離子表面活性劑二乙二醇單硬脂酸酯10%和甲醇60%。
[0008]本發明所述的聚合硫酸鐵助干燥劑在生產固體聚合硫酸鐵中的應用。
[0009]本發明所述的聚合硫酸鐵助干燥劑在生產固體聚合硫酸鐵中的應用，其特征在于具體的使用方法為:稱取100-120重量份的質量濃度為98%的濃硫酸放入耐酸反應釜中，再稱取1000重量份的工業硫酸亞鐵加入到耐酸反應釜中，電動攪拌至泥漿狀，邊攪拌邊加入180-200重量份的質量濃度為50%的雙氧水，攪拌反應2-3h，加入25-35重量份的聚合硫酸鐵助干燥劑，混合均勻后，放到事先涂抹了二甲基硅油的托盤中在烘干房中直接加熱烘干，然后經過粉碎機粉碎即可得到淡黃色粉狀聚合硫酸鐵。
[0010]本發明采用的是常規生產工藝，把自制的聚合硫酸鐵助干燥劑加入準備干燥的聚合硫酸鐵溶液中攪拌烘干，可以有效地防止在烘干攪拌的過程中產品結塊現象，降低了產品的分子凝結力，有利于產品的粉碎，有效降低了產品的松裝密度。具有生產成本低廉、能耗低、省時、操作流程簡單，設備成本低等優點，所生產的固體聚合硫酸鐵符合國家標準(GB14591-2006水處理劑聚合硫酸鐵)中的要求，并且用途廣泛，不僅能凈化污水，也能凈化飲用水。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明實施例1中添加聚合硫酸鐵助干燥劑后制得的固體聚合硫酸鐵的XRD圖譜，圖2是本發明實施例1中未添加聚合硫酸鐵助干燥劑后制得的固體聚合硫酸鐵的XRD圖譜。
【具體實施方式】
[0012]以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。
[0013]實施例1
將30kg聚丙烯酸鈉和1kg非離子表面活性劑二乙二醇單硬脂酸酯加入到60kg甲醇溶液中攪拌，混合均勻后制得聚合硫酸鐵助干燥劑。
[0014]使用過程為:
稱取IlOkg質量濃度為98%的濃硫酸放入耐酸反應釜中，再稱取100kg工業硫酸亞鐵加入耐酸反應釜中，電動攪拌至泥漿狀，邊攪拌邊加入質量濃度為50%的雙氧水200kg，攪拌反應2小時，加入上述制得的聚合硫酸鐵助干燥劑30kg，混合均勻后，放到事先涂抹了二甲基硅油的托盤中在烘干房中直接加熱烘干，然后倒出來經過粉碎機粉碎即可得到的淡黃色粉狀的聚合硫酸鐵產物，產品松裝密度為0.57，其他測試指標符合國家標準(GB14591-2006水處理劑聚合硫酸鐵)中的要求。
[0015]產品的X射線衍射圖譜如圖1，從圖1中分析得知，圖中沒有出現明顯的波峰，說明聚合硫酸鐵產品中沒有晶體，圖譜符合聚合物的特點。
[0016]不加助干劑對照樣品
稱取I 1kg質量濃度為98%的濃硫酸放入耐酸反應釜中，再稱取100kg工業硫酸亞鐵加入耐酸反應釜中，電動攪拌至泥漿狀，邊攪拌邊加入質量濃度為50%的雙氧水200kg，攪拌反應2小時，將生成的聚合硫酸鐵，放到事先涂抹了二甲基硅油的托盤中在烘干房中直接加熱烘干，然后倒出來經過粉碎機粉碎，得到的產品呈現灰黃色，產品松裝密度為0.75。與加入了聚合硫酸鐵助干燥劑的實施例相比，產品的松裝密度較大，并且產品中不溶物的含量為3%，超過了國家標準，即達不到國家標準(GB14591-2006水處理劑聚合硫酸鐵)中的要求。
[0017]產品的X射線衍射圖譜如圖2所示，對照直接烘干樣品中出現了明顯的峰，經分析為堿式硫酸鐵和三氧化二鐵，堿式硫酸鐵是聚合硫酸鐵的分解產物，再進一步分解就生成三氧化二鐵，從而