三氯化铁的优良效果
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由于三氯化铁生成的矾花是离散的并且密实,所以沉淀快,在低温水中沉淀得也好。这种密实的矾花带正电荷多,所以与水中胶体微粒的作用强。由于三氯化铁水解生成物上的电荷量与其质量相比的比值大,故其对水中乳化的和半乳化的有机物(如油、脂肪和其他天然的和人工合成的有机物)的作用和吸附能力强,所以三氯化铁除水中总有机碳和消毒副产物的前驱物的能力强。
因为三氯化铁生成的矾花比重大,对自来水厂来说还有这样一个好处,采用三氯化铁混凝剂后的沉淀污泥体积一般只有采用硫酸盐型混凝剂时的沉淀污泥体积的1/3到2/3,并且易于脱水。所以,虽然三氢氧化铁的分子量比三氢氧化铝的分子量大,但并不会由此产生更多的污泥。相反,由于需处理的污泥量是以湿污泥计算的,所以采用三氯化铁混凝剂时污泥重量少,这样,装卸和处置脱水后的干污泥所需费用也少了。
三氯化铁的另一特性使它能在很宽的pH值范围内形成矾花,还表明与三氢氧化铝相比,三氢氧化铁的溶解度非常低。三氯化铁混凝剂由于有这些特性,所以其适用的pH值范围非常宽,并且不会发生所处理的水将大量铁从澄清处理过程中带走而引发滞后沉淀现象。这一点对于在混凝处理时提高自来水的pH值以抑制自来水的腐蚀性有非常重要的意义。还有三氯化铁适用的pH值范围的下限值小,这对提高此混凝剂的适用范围也很重要。虽然没有关于将三氯化铁用作助滤剂的正式资料,但是很多运行资料表明,无论砂滤池是慢滤池还是快滤池,采用三氯化铁混凝剂后能大大提高滤池的去浊效果。
三氯化铁是一种重要的水处理剂。它是一种水溶液,用氯气氧化氯化亚铁而成。其突出特点是质量纯净,铁的含量高。它的真正特点是它不仅能去除水中杂质因而具有混凝剂的功能,而且兼有助凝剂的絮凝功能,所以具有多功能性。
三氯化铁与水中的硫化氢(H2S),磷酸盐(PO4)、砷酸盐(AsO4)、以及氢氧化物碱度(OH)发生化学反应生成沉淀物。但是,在饮用水处理中,三氯化铁的主要作用是它与氢氧化物碱度作用后的生成物所具有的混凝剂和助凝剂的作用。
三氯化铁在水中与氢氧化物碱度作用后生成了多种水解产物,既而结合成了Fe(OH)3。这些水解产物带有很多正电荷,所以能中和胶体微粒上的负电荷,并且与带负电荷的颗粒物和三氢氧化铁相结合。由于此结合能力,所以具有絮凝能力并形成矾花。
三氯化铁的水解生成物(既三氢氧化铁)与硫酸铁、硫酸铝、等硫酸盐的水解生成物不同,就物理性质而言,三氯化铁矾花颗粒的离散性
强,比较密实,并且带正电荷多。相反,硫酸铁、硫酸铝水解生成的矾花颗粒的离散性弱,状如疏松的毛绒或浮云。很显然,这种情况是由于水解产物的结合形式不同造成的。此差异导致三氯化铁与硫酸盐型混凝剂的特性与功能上的差异。对自来水厂而言,欲获得同样的水处理效果,三氯化铁投加量与硫酸铝相比可减少30%(以无水物重量计)。
由于三氯化铁有较强的腐蚀性,用其它价格较低的又无腐蚀的来替代,如无机聚合物絮凝剂比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好,原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子,能够强烈吸附胶体微粒,通过粘附、架桥和交联作用,从而促使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低了Zeta电位,使胶体粒子由原来的相斥变成相吸,破坏了胶团的稳定性,促使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,而且沉淀的表面积可达(200-1000)m2/g,极具吸附能力。也就是说,聚合物既有吸附脱稳作用,又可发挥黏附、桥联以及卷扫絮凝作用。 易快速形成大的矾花,沉淀性能好。适宜的PH值范围较宽(5-9间)。
而聚合氯化铁是在聚合氯化铝和三氧化铁水解和混凝机理的深入研究基础上发展而来,它加大了分子结构,提高了电中和、吸附架桥和沉降性能。对铝离子和铁离子的形态都有明显的改善,聚合度也大为提高。
对饮用水处理业来说,三氯化铁并不是新事物,从二十世纪三十年代起美国市场上就有这种混凝剂了。但是,近15年来用三氯化铁处理饮用水才成了大家的共识,原因是它处理水的经济性好,此混凝剂的适用性好,处理后的水质好。从1986年起,无论是浑水的净化,还是去原水的颜色,天然有机物和砷,用三氯化铁作混凝剂已成了一种潮流。
三氯化铁是一种重要的水处理剂。它是一种水溶液,用氯气氧化氯化亚铁而成。其突出特点是质量纯净,铁的含量高。它的真正特点是它不仅能去除水中杂质因而具有混凝剂的功能,而且兼有助凝剂的絮凝功能,所以具有多功能性。
三氯化铁是共价化合物,当加热的时候它会升华成气体,三氯化铁的溶液是三氯化铁溶解在水里制成的,当然具备三氯化铁的一切性质,但是,由于三氯化铁很容易水解,加热的时候会使水解更严重,所以会分解为氯化氢和氢氧化铁,因此,用三氯化铁的溶液是不能制造三氯化铁固体的,但是三氯化铁固体溶解在水里是可以做三氯化铁溶液的。
三氯化铁(HG 3-1085-77):4.5%溶液。称取4.5g三氯化铁,用1份32%盐酸溶液及39份水的混合液溶解,定容至100ml。 配制好的三氯化铁液有一种甜甜的味道
,若能嗅到有刺鼻盐酸味时,则说明三氯化铁溶液内酸性过大,需用旧的腐蚀液或酸性小的三氯化铁液调和。
当氢氧化钠过量,溶液PH大于2时,三价铁离子开始水解,生成氢氧化铁沉淀。此时只需用盐酸把溶液PH调至小于2时,即能溶解沉淀。用氢氧化钠中和过量盐酸时,过程中用PH试纸严密监测PH值,等于1时即可。氢氧化钠过量导致沉淀时,用盐酸调节至PH=1即可。用氢氧化钠中和盐酸,过程中引入了新的杂质,钠离子。如果对溶液纯度要求较高,可用氢氧化铁代替氢氧化钠,避免引入新的杂质。
把含盐酸5%的三氯化铁溶液用氢氧化钠中和过量的盐酸至0.5%以下,只需用氢氧化钠调节溶液PH=1即可。PH=1时的溶液盐酸量浓度为0.1mol/L,其盐酸的质量分数为0.1mol/L * 1L * 36.5g/mol / 1200g * 100% = 0.304%式中1L、1200g为1升溶液的体积,溶液质量大约为1200g,36.5g/mol为盐酸的摩尔质量。
三氯化铁物化性能:固体产品为褐绿色晶体,密度2.898mg/cm3,熔点282℃,在空气中极易吸收水分而潮解。液体产品为红棕色溶液。易溶于水、乙醇、甘油、乙醚和丙酮,难溶于苯。氯化铁应用于水处理做絮凝剂,在20世纪70年代初期,因其良好的溶解性能及优良的絮凝效果,一度引起广泛的关注。但由于其强烈的吸水性,为包装、储存和运输带来不便,使其应用受到一定的限制。
制备方法:原料可用铁屑或铁粉、盐酸。为综合利用,也可用烧渣,烧渣中含铁为20%~30%。
其反应式:2Fe+6HCl→2FeCl3+3H2↑
向带蒸汽夹套的反应锅内加入30%~31%的盐酸,加热到40~50℃时,加入烧渣。烧渣与盐酸的质量比为(0.3~0.5)∶1,进行搅拌,当反应锅内溶液达到38~80波美度时,停止加渣,继续搅拌,反应1~1.5h。当料达到40~42波美度时,反应基本完成。将反应溶液移入另一容器内,静止一昼夜,上部黄色透明液体为三氯化铁。然后将其蒸发浓缩至55~60波美度时,即可冷却结晶,经过1~2d,析出棕黄色粒状三氯化铁结晶,纯度可达85%以上。在生产中要控制好温度。
产品应用:该产品用于饮用水及工业给水净化处理。液体产品可直接计量投加,固体产品需在溶解池调配成10%~20%溶液后计量投加。固体产品吸湿性极强,开封后最好一次性配成溶液,有效投加浓度一般在10~50mg/L。产品腐蚀性强,投加设备需进行防腐处理,操作工人应配备保护设施。
可用于活性污泥脱水。使用的pH值范围为6.0~11.0,最佳的pH值范围为6.0~8.4。通常的用量为5~100mg/L。形成的絮凝体粗大,沉淀速度快,不受温度的影响。用它来处理浊度高的废水,效果更显著。它的腐蚀
性大,比硫酸亚铁的腐蚀性强,能腐蚀混凝土和使某些塑料变形。当它溶解于水时,产生氯化氢气体,污染周围环境。三氯化铁不仅可做絮凝剂,也可做防水剂等。
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