一種鐵鹽溶液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種采用二價(jià)鐵鹽和濃酸反應(yīng)生成鐵鹽混凝劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三價(jià)鐵鹽(氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵等)是一種常用的水處理混凝劑，可通過三價(jià)鐵離子的水解形成如Fe(OH)2+，F(xiàn)e(OH)2+, Fe2(OH)24+, Fe4(OH)66+等在內(nèi)的一系列水解產(chǎn)物。這些水解產(chǎn)物可通過靜電吸附、表面絡(luò)合、共沉淀等方式對(duì)水中鉬酸根、磷酸根、砷酸根、砸酸根等多種金屬及非金屬離子進(jìn)行有效去除，同時(shí)對(duì)水中的膠體和顆粒物也具有很好的去除效果。但三價(jià)鐵鹽的價(jià)格相對(duì)較貴，若能制備價(jià)格更低的鐵鹽混凝劑，將對(duì)鐵鹽混凝劑在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用更具有促進(jìn)作用。
[0003]二價(jià)鐵鹽的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于三價(jià)鐵鹽，如氯化亞鐵的價(jià)格不到氯化鐵價(jià)格的四分之一，而硫酸亞鐵價(jià)格只有硫酸鐵價(jià)格的幾十分之一(數(shù)據(jù)來自阿里巴巴)。但二價(jià)鐵鹽的除污染能力較差，其對(duì)水中金屬及非金屬離子的去除效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于三價(jià)鐵鹽，對(duì)水中膠體和顆粒物的去除效果也相對(duì)較差。在水處理過程中通常要將二價(jià)鐵鹽和氧化劑串聯(lián)使用，用氧化劑將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵來實(shí)現(xiàn)對(duì)水中污染物的有效去除。但這和只投加混凝劑的水處理方法相比會(huì)增加一套氧化劑投加裝置，這既增加了建設(shè)費(fèi)用又增加了管理難度。
[0004]若能制備價(jià)格較低，除污染效果較好的鐵鹽混凝劑，將對(duì)鐵鹽混凝劑在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用積極的促進(jìn)作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有三價(jià)鐵鹽混凝劑價(jià)格較高，而二價(jià)鐵鹽混凝劑的去除污染的能力較差的問題，提供一種便宜且高效的鐵鹽混凝劑的制備方法。
[0006]本發(fā)明鐵鹽溶液的制備方法按照下列步驟實(shí)現(xiàn):
[0007]—、稱取二價(jià)鐵鹽固體置于反應(yīng)容器中；
[0008]二、向反應(yīng)容器中的二價(jià)鐵鹽固體的表面滴加濃酸，得到酸處理的二價(jià)鐵鹽；
[0009]三、向反應(yīng)容器中加入蒸餾水將酸處理的二價(jià)鐵鹽溶解，得到pH為2?7的鐵鹽溶液；
[0010]其中步驟一所述的二價(jià)鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵、硝酸亞鐵和高氯酸亞鐵中的一種或多種按任意比組成的混合物。
[0011]本發(fā)明利用濃酸和二價(jià)鐵鹽反應(yīng)，所制得的鐵鹽溶液具有良好的除污染效果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以硫酸亞鐵和濃酸為原料，采用本方法制備得到的鐵鹽溶液(命名為X-硫酸亞鐵溶液)具有遠(yuǎn)高于硫酸亞鐵溶液的鉬酸鹽去除率，該鐵鹽溶液對(duì)鉬酸鹽的去除率能夠達(dá)到90%-98%，其對(duì)鉬酸鹽的去除效果和普通硫酸鐵溶液基本相當(dāng)。并且二價(jià)鐵鹽的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通硫酸鐵。
【附圖說明】
[0012]圖1為不同pH條件下三種鐵鹽溶液對(duì)水中鉬離子的去除效果圖，其中?代表普通硫酸鐵，■代表本發(fā)明得到的鐵鹽溶液，▲代表普通硫酸亞鐵。
【具體實(shí)施方式】
[0013]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式鐵鹽溶液的制備方法按照下列步驟實(shí)現(xiàn):
[0014]—、稱取二價(jià)鐵鹽固體置于反應(yīng)容器中；
[0015]二、向反應(yīng)容器中的二價(jià)鐵鹽固體的表面滴加濃酸，得到酸處理的二價(jià)鐵鹽；
[0016]三、向反應(yīng)容器中加入蒸餾水將酸處理的二價(jià)鐵鹽溶解，得到pH為2?7的鐵鹽溶液；
[0017]其中步驟一所述的二價(jià)鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵、硝酸亞鐵和高氯酸亞鐵中的一種或多種按任意比組成的混合物。
[0018]本實(shí)施方式利用濃酸來將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，所制得的鐵鹽溶液具有和普通三價(jià)鐵鹽相當(dāng)?shù)某廴拘Ч?，濃酸和二價(jià)鐵鹽反應(yīng)可將固態(tài)的二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，并使稀釋后的溶液具有一定的酸度，以避免三價(jià)鐵離子水解而使其除污染能力降低。若使用常規(guī)的高錳酸鉀、雙氧水等氧化劑，由于反應(yīng)后的溶液酸度不夠，形成的三價(jià)鐵離子會(huì)迅速水解，從而使其除污染能力大幅降低。
[0019]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是步驟一所述的二價(jià)鐵鹽固體的形態(tài)是顆粒狀或粉末狀。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0020]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是步驟二所述的濃酸為濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸中的一種或多種混合酸。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0021 ]本實(shí)施方式為混合酸時(shí)，可按任意比混合。
[0022]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三不同的是步驟二所述的濃酸為質(zhì)量百分含量為98%的濃硫酸、質(zhì)量百分含量為37%的濃鹽酸、質(zhì)量百分含量為70%的濃硝酸中的一種或多種混合物。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】三相同。
[0023]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是步驟二中濃酸和二價(jià)鐵鹽的摩爾比為(0.2?2):1。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】五不同的是步驟二中濃酸和二價(jià)鐵鹽的摩爾比為(0.6?1.5):1。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】五相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是步驟三所述的鐵鹽溶液的摩爾濃度為0.1?lmol/1 (以Fe計(jì))。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】七不同的是步驟三所述的鐵鹽溶液的摩爾濃度為0.1?0.5mol/l(以Fe計(jì))。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】七相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】七不同的是步驟三所述的鐵鹽溶液的摩爾濃度為0.2mol/l(以Fe計(jì))。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】七相同。
[0028]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一不同的是步驟三所述的鐵鹽溶液的pH為2?5。其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至九之一相同。
[0029]實(shí)施例一:本實(shí)施例鐵鹽溶液的制備方法按照下列步驟實(shí)現(xiàn):
[0030]一、稱取2.7802g硫酸亞鐵固體粉末置于燒杯中；
[0031]二、向燒杯中的二價(jià)鐵鹽固體的表面滴加ImL質(zhì)量濃度為37%的濃硝酸，得到酸處理的二價(jià)鐵鹽；
[0032]三、向燒杯中加入蒸餾水將酸處理的二價(jià)鐵鹽溶解，得到50mL濃度為0.2mol/l (以Fe計(jì))的鐵鹽溶液(X-硫酸亞鐵)。
[0033]本實(shí)施例得到X-硫酸亞鐵溶液具有和普通硫酸鐵溶液相當(dāng)?shù)某f效果。在原水中鉬酸根含量為0.7mg/L(以鉬計(jì))時(shí)，預(yù)使處理后水中鉬離子含量滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749-2006)》的要求，X-硫酸亞鐵和普通硫酸鐵的投量均不得小于15mg/L(以鐵計(jì))。以X-硫酸亞鐵藥劑的投量為15mg/l (以Fe計(jì))時(shí)，即每升原水投加15mg鐵鹽溶液，其成本為
0.059元/噸水，而投加硫酸鐵的藥劑成本為0.3403元/噸水。而鉬酸鹽的去除率能夠達(dá)到98%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鐵鹽溶液的制備方法，其特征在于是按下列步驟實(shí)現(xiàn): 一、稱取二價(jià)鐵鹽固體置于反應(yīng)容器中； 二、向反應(yīng)容器中的二價(jià)鐵鹽固體的表面滴加濃酸，得到酸處理的二價(jià)鐵鹽； 三、向反應(yīng)容器中加入蒸餾水將酸處理的二價(jià)鐵鹽溶解，得到pH為2?7的鐵鹽溶液； 其中步驟一所述的二價(jià)鐵鹽為氯化亞鐵、硫酸亞鐵、硝酸亞鐵和高氯酸亞鐵中的一種或多種混合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵鹽溶液的制備方法，其特征在于步驟一所述的二價(jià)鐵鹽固體的形態(tài)是顆粒狀或粉末狀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵鹽溶液的制備方法，其特征在于步驟二所述的濃酸為濃硫酸、濃鹽酸、濃硝酸中的一種或多種混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鐵鹽溶液的制備方法，其特征在于步驟二所述的濃酸為質(zhì)量百分含量為98%的濃硫酸、質(zhì)量百分含量為37%的濃鹽酸、質(zhì)量百分含量為70%的濃硝酸中的一種或多種混合酸。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵鹽溶液的制備方法，其特征在于步驟二中濃酸和二價(jià)鐵鹽的摩爾比為(0.2?2):1。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鐵鹽溶液的制備方法，其特征在于步驟二中濃酸和二價(jià)鐵鹽的摩爾比為(0.6?1.5):1。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵鹽溶液的制備方法，其特征在于步驟三所述的鐵鹽溶液的摩爾濃度為0.1?lmol/1。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鐵鹽溶液的制備方法，其特征在于步驟三所述的鐵鹽溶液的摩爾濃度為0.1?0.5mol/l。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鐵鹽溶液的制備方法，其特征在于步驟三所述的鐵鹽溶液的摩爾濃度為0.2mol/l。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵鹽溶液的制備方法，其特征在于步驟三所述的鐵鹽溶液的pH為2?5。
【專利摘要】一種鐵鹽溶液的制備方法，本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種采用二價(jià)鐵鹽和濃酸反應(yīng)生成鐵鹽混凝劑的方法，它為了解決現(xiàn)有三價(jià)鐵鹽混凝劑價(jià)格較高，而二價(jià)鐵鹽混凝劑的去除污染的能力較差的問題。鐵鹽溶液的制備方法：一、稱取二價(jià)鐵鹽固體置于反應(yīng)容器中；二、向反應(yīng)容器中的二價(jià)鐵鹽固體的表面滴加濃酸，得到酸處理的二價(jià)鐵鹽；三、再加入蒸餾水將酸處理的二價(jià)鐵鹽溶解，得到鐵鹽溶液。本發(fā)明利用濃酸和二價(jià)鐵鹽反應(yīng)，所制得的鐵鹽溶液具有良好的除污染效果，該鐵鹽溶液對(duì)鉬酸鹽的去除率能夠達(dá)到90％-98％，并且二價(jià)鐵鹽的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通硫酸鐵，制備方法簡(jiǎn)單易行。
【IPC分類】C02F1/52
【公開號(hào)】CN105621568
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511022172
【發(fā)明人】馬軍, 劉增賀, 張翔
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日