聚合硫酸铝铁的制备及在水处理中的应用进展_孔德顺

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无机高分子复合混凝剂聚合硫酸铝铁（pafs）的制备、表征和应用

积极作好各种影响施工进度因素的预防工作,如停水、停电、风、雨天等,采取各种积极有效的措施和手段,如配备发电机、
蓄水箱、防雨布等,把不利因素降到最低。
3.2.4机械保证
3.2.
4.1
充分利用机械化程度高的有利条件,配备适宜的施工机械,减轻劳动强度,提高工作效率。
3.2.
4.2
加强施工机械、设备和设施料的配备、维修工作,充分保证施工进度的需要。
项目组织机构及项目主要管理人员名单见附表。
职务项目经理材料员施工员
姓名性别
男
职称
工程师
助工高志春
尚文琴
吴小茹
男
男助工
安全员质检员专职安全
员雷明录
范雄飞
男
男
助工
助工郝卫星男技术员项目组织机构图
项目经理
项目副经理项目总工程师
财务部办公室
工程项目部技术
质量
部
计统
预算
部
材料
设备
部
专职安全员专职质量员
施工作业班组
3.2.3.4
在整个工程施工阶段合理组织立体交叉作业,充分利用场地、空间,加快施工进度。
3.2.3.5
充分利用技术、新工艺等科技手段,加快施工进度。
3.2.3.6
科学地制订季节性施工方案,合理安排冬雨季施工期内的工作内容,采取切实可行的有效措施确保产品质量,使工程持续和均衡进行,促进工程进度。
3.2.3.7
增强职工的环保意识,节约用水,严禁水管出现跑、冒、滴、漏象ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ临时用水及消防平面布置见附图。
第三章施工进度计划及措施
3.1工期目标
本工程我们经仔细研究,并结合我单位实际,在保证安全、质量的前提下用180日历天完成全部施工任务,并争取提前竣工。

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分别改变铁铝物质的量比为０、６ ∶ １０、７ ∶ １０、８ ∶ １０、９ ∶ １０，在９０ ℃聚合８ｈ后室温熟化２４ｈ，得到系列ＰＡＦＳ１所示。
收稿：２０１５０３２４基金项目：地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目（２０１３１０９７７００３）；贵州省大学生创新训练计划项目（２０１３１０９７７００３）；六盘水市煤系固体废弃物资源化利用创新团队（５２０２０－２０１２－０４－０１－０２）作者简介：杨乐浩（１９９３），男，山东济南人，六盘水师范学院２０１２级化学工程与工艺专业本科生。孔德顺（１９７４），男，山东临沂人，教授，主要从事矿产资源的深加工与利用研究。通信联系人：
煤矸石酸浸液制备高铝型聚合硫酸铝铁
杨乐浩，孔德顺，张鲁超
（六盘水师范学院化学与化工系，贵州六盘水５５３００４）摘要：用煤矸石酸浸液制备了高铝型聚合硫酸铝铁（ＰＡＦＳ），研究了铁铝物质的量比、ｐＨ、聚
３＋３＋合时间、聚合温度对ＰＡＦＳ去浊性能的影响，获得了制备ＰＡＦＳ的优化工艺条件：ｃ（Ａｌ＋Ｆｅ）＝０６
２０１５年第３期杨乐浩，孔德顺，张鲁超：煤矸石酸浸液制备高铝型聚合硫酸铝铁
·７ ·
其中，原浊为处理前模拟废水的初始浊度，余浊为处理后水的浊度。
２结果与讨论
２１铁铝物质的量比对去浊率的影响
３＋３＋设定ｃ（Ａｌ＋Ｆｅ）＝０６ｍｏｌ／Ｌ，ｐＨ＝１０，

赤泥制备聚合硫酸铝铁及其处理废水的研究

赤泥是一种工业废渣，通常含有铝、铁等金属元素。

由于赤泥具有较高的酸性和高含量的重金属离子，因此对环境造成一定的污染。

为了有效利用赤泥及减少其对环境的影响，研究人员开始对赤泥进行深入研究，并发现可以通过赤泥制备聚合硫酸铝铁，用于处理废水。

一、赤泥制备聚合硫酸铝铁的研究意义赤泥中含有丰富的铝和铁元素，这些金属元素可以被提取出来用于制备聚合硫酸铝铁。

聚合硫酸铝铁是一种重要的无机高分子絮凝剂，能够有效地去除废水中的悬浮物、有机物和重金属离子。

赤泥制备聚合硫酸铝铁具有重要的应用意义。

二、赤泥制备聚合硫酸铝铁的方法1. 赤泥的处理：首先需要对赤泥进行干燥和粉碎处理，以提高其表面积和活性。

2. 赤泥提取金属元素：利用化学方法将赤泥中的铝和铁元素提取出来，得到金属盐溶液。

3. 聚合硫酸铝铁的制备：将金属盐溶液与硫酸进行反应，生成聚合硫酸铝铁沉淀。

4. 沉淀处理：对聚合硫酸铝铁沉淀进行洗涤、干燥等处理，得到最终的聚合硫酸铝铁产品。

三、赤泥制备聚合硫酸铝铁的应用聚合硫酸铝铁可广泛应用于废水处理领域，对废水中的悬浮物、有机物及重金属离子具有良好的去除效果。

其应用领域包括工业废水处理、城市污水处理、农田排水处理等。

四、聚合硫酸铝铁处理废水的研究进展目前，研究人员对聚合硫酸铝铁处理废水的机理、方法和影响因素进行了深入研究。

并逐渐发展出一系列高效、低成本的废水处理技术。

五、聚合硫酸铝铁处理废水的未来展望随着环保意识的增强和技术的进步，聚合硫酸铝铁作为一种有效的废水处理剂将得到更广泛的应用。

未来，研究人员将继续深入探讨其处理废水的机理，优化制备工艺，并开发出更多具有特色的废水处理技术。

赤泥制备聚合硫酸铝铁及其处理废水的研究具有重要的理论意义和应用价值。

通过对赤泥的有效利用，不仅可以减少工业废弃物的排放，还能够改善环境质量，促进可持续发展。

希望通过不懈努力，能够为赤泥制备聚合硫酸铝铁及其废水处理技术的发展做出贡献。

六、聚合硫酸铝铁处理废水的环境效益随着工业化进程的加快，大量的废水排放已经成为了环境保护的一个重要难题。

无机高分子复合混凝剂聚合硫酸铝铁的制备与应用_郑怀礼

（，Ｍ，ＫｅＬａｂｏｒａｔｏｒｏｆｔｈｅＴｈｒｅｅＧｏｒｅｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒＲｅｉｏｎｓＥｃｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｉｓｔｒｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ－ｙｙｇｇｙ，）ＣｈｏｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＣｈｏｎｉｎ４０００４５，Ｃｈｉｎａｇｑｇｙｇｑｇ：，ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｄｕｓｔｒｉａｌｂＦｅＳＯ７Ｈ２Ｏｉｓｔａｋｅｎａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｎｉｔｒｉｃａｃｉｄａｓｓｔｒｏｎｒｏｄｕｃｔｓ－ｙｇｐ４· （），ｏｘｉｄａｎｔａｎｄａｌｕｍｉｎｕｍｓｕｌｆａｔｅａｓａｄｄｉｔｉｖｅｔｏｒｏｄｕｃｅｏｌａｌｕｍｉｎｕｍｆｅｒｒｉｃｓｕｌｆａｔｅＰＡＦＳｆｌｏｃｃｕｌａｎｔｓｗｈｉｃｈｐｐｙ，，ｉｓａｌｉｅｄｔｏｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｏｆｏｒａｎｉｃｈｕｍｉｃａｃｉｄ．Ｔｈｅｓｔｕｄｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｐｐｇｙｐ／／ＡｌＦｅｍｏｌａｒｒａｔｉｏａｎｄｂａｓｉｃｉｔＯＨＦｅ）．Ｉｎｆｒａｒｅｄｓｅｃｔｒｏｓｃｏａｎｄｓｃａｔｔｅｒｉｎｅｌｅｃｔｒｏｎａｒｅｕｓｅｄｔｏｙ（ｐｐｙｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＰＡＦＳ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｏｄｕｃｔｈａｖｅｔｈｅｂｅｓｔｃｏａｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｗｈｅｎｐｇ，，／（／），，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅＡｌＦｅｍｏｌａｒｒａｔｉｏａｎｄｂａｓｉｃｉｔｅａｒｅ６０８０ ℃ ３０５０ｍｉｎ１∶９ａｎｄ～～ｐｙＯＨＦ０．３ｒｅｓｅｃｔｉｖｅｌ．ＩｎｆｒａｒｅｄｓｅｃｔｒｏｓｃｏａｎａｌｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈｅｒｏｄｕｃｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｃａｔｔｅｒｉｎｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｙｐｐｙｙｐｇａｎａｌｓｉｓｓｕｅｓｔｓａｌａｒｅｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄａｓｔｒｏｎｃｏｎｄｅｎｓｅｄｓｔａｔｅｆｏｒＰＡＦＳ．Ｔｈｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆｈｕｍｉｃｙｇｇｇｇｉｓ９４．７２％ｗｈｅｎｔｈｅｄｏｓａｅｏｆＰＡＦＳｉｓ３．３６ｍＬ，ｖａｌｕｅｉｓ７，ｒａｉｄｓｔｉｒｒｉｎｓｅｅｄｉｓ３５０ｒｍ，ａｃｉｄＨｇｇ／ｐｇｐｐｐ，ｆａｓｔｍｉｘｉｎｔｉｍｅｉｓ２．０ｍｉｎｔｈｅｓｌｏｗｓｔｉｒｒｉｎｓｅｅｄｉｓ４０ｒｍａｎｄｓｌｏｗｓｔｉｒｒｉｎｔｉｍｅｉｓ１２ｍｉｎ．ｇｇｐｐｇ：；ｐ；ｗ；Ｋｅｗｏｒｄｓｉｎｏｒａｎｉｃｃｏｍｏｓｉｔｅｆｌｏｃｃｕｌａｎｔａｌｕｍｉｎｕｍｆｅｒｒｉｃｓｕｌｆａｔｅ（ＰＡＦＳ）ａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｌｇｐｙｙｈｕｍｉｃａｃｉｄ

聚硅酸硫酸铝铁(PSAFS)的制备

聚硅酸硫酸铝铁（ＰＳＡＦＳ）的制备
李国靖，李培明，胡首碧，张娟，孔德顺
（六盘水师范学院化学与化学工程系，贵州六盘水５５３００４）
摘
要：以硫酸铝、硫酸铁、硅酸钠为原料，采用水热法制备了高效复合絮凝剂聚硅酸硫酸铝
２０１７年５月
云南化工
ＹｕｎｎａｎＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｍａｖ．２０１７
第４４卷第５期
Ｖｏｌ＿４４．Ｎｏ．５
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－２７５Ｘ．２０１７．０５．００７
２ａｉｒｎ。搅拌停止后静置３０ｍｉｎ。取上层清液测其
１
浊度并计算去浊率，计算公式如下；去浊率＝『（原始浊度一剩余浊度）／原始浊
度】 ×１００％
聚硅酸硫酸铝铁（ＰＳＡＦＳ），并对影响其去浊性能的因素进行了研究，初步获得了制备ＰＳＡＦＳ的优
化条件。
向模拟废水中缓慢加入一定量质量分数为１％
的ＰＳＡＦＳ溶液，先快速搅拌３ｍｉｎ，再缓慢搅拌
的产物。１．２．２模拟废水配制
很强的吸附力和凝聚力；２）适应的ｐＨ值范围大，形成的颗粒沉降Ｉ生、重凝性好、过滤快；３）产物稳定性好，存放期长。笔者采用水热法，以硫酸铁、

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2.3 处理焦化废水兴虹等 [18] 以某焦化厂的二沉池出水为水样，
分别用自制的 PAFS 和聚合硫酸铁 (PFS) 为絮凝剂来处理焦化废水，水样中加入的 PAFS 量和 PFS 量均为 400mg·L-1，结果表明，2 种絮凝剂均在 pH 为 5.5 左右时，对 CODCr 的去除效果最好，且 PAFS 对于焦化废水的处理效果明显好于 PFS。
第5期
孔德顺：聚合硫酸铝铁的制备及在水处理中的应用进展
7
如下：
mFe2(SO4)3+0.5mAl2(SO4)3+2nH2O= [Al(OH)nSO4]m[Fe2(OH)nSO4]m+2nH++2.5mSO42-
在制备过程中，水解和聚合反应同时存在于一个体系中，有时还发生氧化反应，这些反应之间相互影响，相互促进 [14]，最终生成红褐色或红棕色的 [Al(OH)nSO4]m[Fe2(OH)nSO4]m，即聚合硫酸铝铁（PAFS）。
第 42 卷第5期
6
2013 年 5 月
化工技术与开发 Technology & Development of Chemical Industry
Vol.42 No.5 May.2013
综述与进展
聚合硫酸铝铁的制备及在水处理中的应用进展
孔德顺
（六盘水师范学院化学与化工系，贵州六盘水 553004）
摘要：介绍了聚合硫酸铝铁的合成原料、方法、原理，并介绍了聚合硫酸铝铁在水处理方面的应用研究进展，
最后对未来聚合硫酸铝铁的合成及应用进行了展望。
关键词：聚合硫酸铝铁；合成；水处理
中图分类号：TQ 324.4
文献标识码：A
文章编号：1671-9905(2013)05-0006-03
聚合硫酸铝铁（Polymeric Aluminum Ferric Sulfate，简称
2.2 处理印染废水何卓等 [17] 利用 PAFS 处理印染废水，做法是
调节废水 pH 为 6，加入 10%（体积分数）的自制 PAFS，以 120r·min-1 的转速搅拌 3min，静置沉降 30min 后取上清液测定 COD 和色度，结果表明， COD 去除率达到 92.5%，色度去除率达到 88%。
2.4 处理含重金属离子的废水唐文伟等 [19] 采用 PAFS 来处理含 Cu2+ 浓度
为 150mg·L-1 的模拟废水，残余的 Cu2+ 浓度为 0.08mg·L-1，达到国家排放标准，他们发现 pH 对 PAFS 处理重金属离子的影响最显著，其去除率一般随 pH 的升高而增大。处理不同的重金属离子时 pH 不尽相同，Cu2+ 和 Ni2+ 的 pH 均为 11，其去除率分别可达到 99.19% 和 99.17%。
1.3 制备原理由亚铁离子和铝离子混合来制备 PAFS，氧化
反应的速率较低，常常需要加入催化剂来提高反应的速率。FeSO4 在酸性条件和氧化剂存在的条件下，被氧化为 Fe2(SO4)3，Fe2(SO4)3 和 Al2(SO4)3 经水解、聚合，得到红棕色的聚合硫酸铝铁液体产品，常见的反应方程式如下：
[4] 崔运成，孙雪玉，金亚东，等 . 高炉渣的化学综合利用 [J]. 松辽学刊，1997(3)：25-27.
[5] 邱慧琴 . 硫铁矿烧渣制备聚合硫酸铁铝凝剂及应用研究 [J]. 上海大学学报 ( 自然科学版 )，2001(2)：176-178.
[6] 李益善，祝业梅 . 聚合铁铝净水剂的开试用 [J]. 淮南工业学院学报，2001，21(3)：43-44.
3 存在的问题、对策及展望
3.1 需要扩展原料的来源凡是含有一定量的铁元素和铝元素的原料，均
可以考虑用来合成 PAFS，这样就扩大了合成原料的范围，比如含铁量和含铝量较多的煤矸石等；还可以考虑分别使用含铝和含铁的 2 种或 2 种以上的矿物来合成 PAFS，比如用铝土矿来提供铝元素，用炼铁尾矿来提供铁元素，通过调整一定的铁铝比来制备 PAFS 产品。
3.2 工艺需要进一步优化现行的工艺多为分别制备出铁盐和铝盐，然后
再进行聚合反应，有的在反应中还需加入催化剂，导致成本增加；或加入的催化剂会引入二次污染，如加入 MnO2 作为催化剂，且合成步骤较为复杂。可以改进为一步合成法，特别是利用矿物原料时，先进行铝元素和铁元素比例的调整，氧化时采用空气，能降低成本且简化合成工艺。
最重要的反应是聚合硫酸铝铁的生成，方程式
基金项目：贵州省教育厅 2011 年度重点科研项目资助，六盘水市煤系固体废弃物资源化利用创新团队资助（52020-2012-04-01-02），贵州省煤炭资源清洁高效利用科研实验平台资助（黔科平台 [2011]4003）
作者简介：孔德顺（1974-），男，山东临沂人，硕士，副教授，主要从事矿产资源的深加工与利用研究，Email：kongdeshun518@ 收稿日期：2013-02-25
3.3 需开发新型产品，扩展应用范围在制备 PAFS 时，多采用含铁量大而含铝量小
的配方，实际上可以根据原料的特点，改进工艺，以尽可能少的额外添加铁元素或铝元素来合成不同铁铝含量的 PAFS，并使其性能达到相关要求。还可以根据多数矿物原料富含硅元素的特点，开发含硅的聚合硫酸铝铁硅等多种产品，并扩展其在水处理领域的应用范围。
[1] 姜梅，崔兰浩 . 赤泥生产净水剂的初步研究 [J]. 轻金属， 2010(6)：18-19.
[2] 王万林 . 我国复合型无机高分子絮凝剂的研究及应用进展 [J]. 工业水处理，2008，28(4)：1-9.
[3] 李新国，冯贵颖，周广阔，等 . 聚合硫酸铝铁 (PAFS) 的制备与应用研究 [J]. 西北农业学报，2006，15(1)：71-74.
铝的质量比为 12~14，硫酸与总铁的物质的量之比为 1.30，搅拌至混合均匀后缓慢滴加适量双氧水，控制反应温度为 57 ℃，反应时间为 2.5h，在此条
有盐基度高、矾花大、絮凝沉降快、用量少、去除率高、应件下所得的红色粘稠液体为 PAFS，其盐基度可达
用领域广泛等优点。本文介绍了 PAFS 的制备原料、方法、原理及应用方面的研究进展。
2 PAFS 的应用研究进展
2.1 混凝除浊用 PAFS 溶液处理工业废水，用量少，矾花大，
沉降快，浊度和 COD 去除率高，无毒无害，因而具有良好的经济效益和环境效益。曾凤春等用 PAFS 处理工业废水，加入 0.2mL 相同浓度的聚合硫酸铝铁，快速搅拌后以石灰乳调节 pH 为 6~8，静置 40min 后用吸管吸取上层清液，测定后可知 COD 去除率为 92.2%，浊度去除率为 98.7%。邱慧琴等 [15] 用高岭土和去离子水配制成一定浊度的模拟悬浊液，加入适量混凝剂，搅拌均匀后，于液面下 25 mm 处虹吸取样，测定水样的浊度，结果显示，浊度由 11NTU 降低至 1NTU 左右，浊度去除率大于 90%。这是由于聚合硫酸铝铁是铁盐和铝盐的共聚物，在制备过程中，铁盐和铝盐形成了羟基化的高聚合度的无机高分子形态，其凝聚 - 絮凝机理同时兼有铁盐和铝盐的水解、电中和、吸附架桥、沉淀网捕等特性，因而具有较单一的 PFS 或 PAC 混凝剂更为优异的絮凝性能和混凝效果。 [16]
1 PAFS 的制备研究进展
1.1 原料
制备聚合硫酸铝铁主要是利用原料中的铝元素和铁元素，所以，含有一定量的铝元素和铁元素的物质，均可以作为制备 PAFS 的原料，如采用硫酸亚铁和硫酸铝 [3]、高炉渣 [4]、硫铁矿烧渣 [5]、煤系高岭土 [6]、粉煤灰 [7]、铝土矿尾矿 [8] 等原料，经过一定的工艺处理，均能制备出聚合硫酸铝铁。
2.5 处理乳品废水李亚强等 [20] 将 PAFS 用于乳品废水的处理，
他们向 250mL 混合均匀的乳品废水中加入一定体积的 PAFS，在电动搅拌器上搅拌均匀后静置沉降 30min，测定结果表明，PAFS 处理乳品废水的效果优于 PAC，适宜的 pH 为 6~9，PAFS 投量 200mg·L-1 时， CODCr 去除率为 57.5%，SS 去除率为 93.1%。
[10] 张警声，王淑英，唐正霞 . 用工业废渣研制聚合硫酸
铝铁絮凝剂 [J]. 中国给水排水，2002，18(2)：69-70. [11] 郑怀礼，蒋贞贞，朱俊任，等 . 响应面法优化聚合
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