用硫酸矿等含铁废矿渣制备聚合硫酸铁过程

  在硫铁矿生产硫酸的过程中，产生大量的废渣即硫铁矿烧渣，一个中型的硫酸厂年排放废渣在10~20万吨。我国硫酸厂家较多，废渣排放量惊人。由于实行综合利用，约80%的烧渣用于水泥助焙烧。该废渣主要成分是氧化铁和少量氧化硅等，总铁含量在45%~56%，其中三价铁可达到总铁含量的96%左右。当烧渣被酸溶解后，可直接经水解、聚合制备聚合硫酸铁。这为硫铁矿烧渣的综合利用开辟了另一途径。该方法工艺简单，产品成本低。

  用硫铁矿烧渣制备PFS的过程，可以概括为酸溶、氧化、消解、聚合。当亚铁含量较低时，酸溶后可直接进行水解和聚合。酸溶过程是生产的PFS的关键所在，它决定了铁的溶出率、反应时间和产品中游离酸的含量。这些都与PFS的产业化有关。尽管有关用硫铁矿烧渣研制PFS的报道较多，但工业生产却甚少。

在生产PFS的过程中，提高铁的溶出率是关键步骤之一。研究表明溶出率与硫酸浓度，反应温度和固液比有关。在适宜的实验条件下，烧渣中铁溶出率可达92%以上，亚铁汇款单总铁量的3.5%以下，溶出液无须氧化即可直接水解、聚合制得产品。这不仅避免了氮氧化物的污染，而且进一步降低了生产成本。中试表明，用硫酸矿烧渣生产聚合铁絮凝剂的成本比催化氧化法低30%~40%，浓度可达200g/L以上，这大大提高了产品的竞争力。将产品用于造纸中段废水、油田注水、炼油、污染、再生纸造纸、选矿和糖精钠等废水处理时，表现出良好的絮凝效果。尤其在处理高浓度、高悬浮物的黄板纸、瓦棱纸废水和含油废水时，聚合硫酸铁的絮凝性能远优于PAC和硫酸铝等铝盐絮凝剂。

  为进一步提高聚合硫酸铁的絮凝性能并降低成本，在上述制备PFS的工艺基础上，采用在酸溶和消解聚合过程中分别加入助溶剂和助聚改性剂，不仅可以显著地加快了反应速度，而且所制得的复合改性聚铁的絮凝除浊性能也明显得到提高。

  用其他含铁矿渣制备聚合硫酸铁

  除硫铁矿烧渣外，菱铁矿、铁泥、平（转）炉尘、天然铁矿等含铁（废）渣也能用于制备PFS。平炉尘被碱溶除杂后，铁氧化物的含量大于99.5%，经酸溶、水解和聚合可制得优级PFS，其中不含有害离子，适用于饮用水原水的处理。另外，天然铁砂作为大别山区的一种矿产资源，含量丰富。其全铁含量为59.6%，三价铁的含量为44.1%，经酸浸、氧化和水解聚合，可制得高浓度的PFS。天然铁砂的储量大、含量高，将其作为PFS的原料，有很好的发展前景。

  总之，以含铁废渣作原料制备PFS是一种变废为宝的好方法，该法成本低，工艺简单，经济和社会效益明显。是制备聚合硫酸铁絮凝剂的方法。