无机高分子聚合铁盐类混凝剂制备方法评述

无机高分子聚合铁盐类混凝剂制备方法评述摘要：综述了无机高分子聚合铁盐类混凝剂的几种生产制备方法。对用硫酸亚铁经催化氧化法和直接氧化法制备聚合硫酸铁，用各种含铁工业废渣制备复合聚铁，以及采用生物和电化学方法制备聚铁类混凝剂等方法的优缺点等作了较全面评述。还对固体聚合铁的生产及液体聚合铁混凝剂的稳定性进行了讨论，对目前聚合铁生产中存在的问题及发展方向提出了建议。关键字：聚合硫酸铁

硫酸亚铁

混凝剂

硫铁矿烧渣ProgresssonManuffacturringMMethoddofIInorgaanicPolymerrCoaggulanttPolyyferriicsalltcattegoryyAbstracct:Thhispaaperggivesarevviewooftheemanuufactuuringmethoodofinorgganichighpolymmercooagulaantpoolymerrizedferriicsullfate..ThepreseentsiituatiionoffthestudiiesanndtheeprodductioonofPFSiisdisscusseed.IttpoinntsouuttheemeriitanddtheshorttcominngofthemmanufaacturiingmeethodssofPPFSwiithfeerrousssulffate,pyrittecinnderaandotthersslagscontaaininggironn.SommesugggestiionsaaboutpreseentprroblemmsandddeveelopmeentdiirectiioninntheproduuctionnofPPFShaavebeeenpuutforrward..Keyworrds

PPolyfeerricsulfaate,fferrouussullfate,,coaggulantt,pyrriteccinderrIntroduuctionn

Polyymerizzedfeerricsulfaate(PFFS)issaneewinoorganiichigghpollymercoaguulant..ItsmoleccularformuulaissFe2(OH)n(SO4)3-n/22]m,(n>>2,m==f(n)).Ittcanbeussedinnwasttewattertrreatmeentanndtheepuriificattionoofdriinkinggwateer[1].CComparredwiithgeenerallinorrganicccoaggulantts,foorexaample,,ferrrousssulfatte,feerricchlorride,alumiinumcchloriide,aaluminnumsuulfatee,aluumfloocanddpolyymerizzedalluminuumchlloridee(PAC)),PFFSisthebbestccoagullant.Itsccoagullatinggabillityiisstrrong,sinkiingsppeediisquiick,aandprroduciingcoostisslow..Inaadditiion,ttheleeavinggofaaluminnumissmoreeintthewaaterttreateedwitththeecoaggulanttsconntainiingalluminuum,annditishaarmfulltottheheealthofhuumanbbody[22].Thhisreestricctsthhedevvelopmmentoofaluuminummcoaggulantts,anndparrticullarlyindrrinkinngwattertrreatmeent.NNevertthelesss,thheleaavingoffeerricisliittleinthhewattertrreateddwithhPFS,,anditissnotharmffultoohumaanboddy.Attthesametime,,PFSisallsosuuperioortoorganniccooagulaantsssuchaaspollyacryylamidde(PAMM)insomeindusstriallwasttewateertreeatmennt[3].WWhenPPFSsuubstittutedforPPAMinnwateertreeatmennt,thheharrmofmonommerAMM,whiichwaaslefftinwaterrafteerPAMMwasdegraaded,coulddbeaavoideed.SootheappliicatioonproospecttofPPFSissveryygooddandthemmarkettcomppetitiionpooweriisstrrongerriniindusttrialwasteewaterrtreaatmentt,inddustraailussingwwater,,andlifedrinkkingwwater..

In11972,JapannputforwaardPFFSasoneoofcoaagulannts,aandappplieddfortheffirstpatennt[4]offPFSmadefromferrooussuulfatee.Theeninddustriialsccopepproducctionandaappliccationninwwatertreattmentwereformeed.ChhinasstarteedtheestuddiesoofPFSSin880'seearly.TheemanuufactuureoffPFSmadefromferrooussuulfateewasdevellopedsucceessfulllybyyTiannjinRResearrchAccademiiesoffChemmicalIndusstryuunderMinisstryoofCheemicallInduustryofChhinaiin19882.ThheprooductiionoffPFSwasiindusttrialiized[55]in1984..Hereeafterr,poopularrizinggappllicatiionsttepbyysteppinWWuhanironandssteelcompaany,eetc.NNow,PPFShaasbeeenuniiversaalconncerneedanddapplliediinChiinaassaneewinoorganiichigghpollymercoaguulant[[6].Atprresentt,theemajoormannufactturinggmethhodoffPFSisthheoxiidatioonmetthodoofferrroussulfaate.FFerrouussullfateandssulfurricaccidarreimpportanntrawwmateerialssintthismmethodd.PFSScanbemaadebyytheoxidaationoffeerrousssulffateaandthhehyddrolyssisanndtheepolyymerizzationnoffferriccsulffate.Anothhermeethodisthhatsoomeirronorredreegs(oorwasstereesiduee)anddsulffuricacidareuusedaastheerawmaterrialsofPFFS.Irronorredreegsarredisssolveedinsulfuuricaacid,thenhydroolysiss,pollymeriizatioon.1ManuffacturreofPFSwwithfferrouussullfate

Inggeneraal,feerrousssulffate,whichhisaaby-pproducctprooduceddinttheprroducttionpprocesssoftitanniumwwhite((titanniumddioxidde),aandsuulfuriicaciidareeuseddasttheraawmatteriallsofPFS.Besiddes,aacidwwashinngwassteliiquidss,scrrap-irron,aandsuulfuriicaciidcannalsoobeuused.Inthhemannufactturingg

proocessofPFFS,thhereaactionnsofoxidaation,,hydrrolysiis,anndpollymeriizatioonareeallexisttentiaalatthessamettime.Becauuseoffthecauseeofddynamiics,ttheoxxidiziingreeactioonofferrooussuulfateeissslowerrundeeraciiditycondiition..Sottheraatecoontrolllingstepofthhereaactionnsysttemisstheoxidiizingreacttion.Thisreacttionmmaybeedireectedoxidaationorcaatalyzzedoxxidatiionacccordiingtoodiffferenttoxiddizinggproccess.1.1Metthodoofdirrecteddoxiddationn

Themethoodofdirecctedooxidattioniisthaatferrroussulfaatewaasoxiidizedddireectlyintoferriicsullfatebyoxxidizeer.Thheoxiidizerruseddhereewashydroogenpperoxiide[7]],mannganessediooxide,,potaassiummchloorate[[8],ssodiummperssulfatte,soodiumhypocchloriiteorrnitrricaccidanndsoon.TTheoxxidiziingreeactiooncannbeccompleetedwwithinntwohourssundeertheecondditionnofrroomttemperratureewhennhydrrogenperoxxideiisuseedasoxidiizer:

2FeSSO4+H2O2+H2SO4=Fee2(SO4)3+2HH2O（1）Then,hhydrollysisandppolymeerizattion:

Fe2((SO4)3+nHH2O=FFe2(OH)n(SO4)3-n/22+n//2H2SO4

（2）

m[Fee2(OH)n(SO4)3-n/22]=[[Fe2(OH)n(SO4)3-n/22]m（3）Thetimmeoftheooxidizzingrreactiionmaaybeshorttenedfurthherunndertthecoonditiionoff50℃.

Themethoodofdirecctedooxidattionhhassoomemeerits,,suchhasssimpleeproccess,easyoperaation,,andshoorterreacttionttime,buttthecoonsumpptionofoxxidizeersisshighhandtheppriceisexxpensiive.SSoPFSSmadeebytthemeethoddoesnothhavemmarkettcomppetitiionpoower.

Intthemeethodofdiirecteedoxiidatioon,liiterattures[9]pputfoorwarddanottherwwaywhhichwwaseaasytoooperrateaandpoopularrize.Thewwaywaasbassedonnsomeefeatturesofthheinsstabillityoofferrroushydrooxideandbbeingeasytobeeoxiddizeiintofferricchydrroxidee.Firrstly,,ferrrousssulfattewasschanngediintofferrouushyddroxiddebyaddinngalkkaliiintheesoluutionoffeerrousssulffate:

FeSOO4＋2NH3·H2O＝Fe(OOH)2＋(NH4)2SO4

(4))Secondlly,feerrousshydrroxideeformmingiintheereacctionaboveewasoxidiizediintofferricchydrroxideeafteerbeiingpllacedinaiir:

4Fe((OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe((OH)3

(5)Then,oxidiizerssolutiionwaasobttaineddthouughthhereaactionnbetwweenhhydroggenpeeroxiddeanddferrrousssulfatteacccordinngtotheeequatiion(1).Finallly,PPFSwaasmaddebymixinngtheeferrrichyydroxiidesuuspenssionaandthheoxiidizerrsoluutionwithiin2hhoursunderrthestirrredcoonditiion.

2Fe((OH)3＋H2SO4＋Fe2(SO4)3®[FFe2(OH)n(SO4)3-n/22]m＋H2O(6)

Thessereaactionnsmenntioneedaboovecaantakkeplaaceinnroommtempperatuure.TTheprrocesssingeequipmmentooftheemethhodarresimmpleaandittiseeasyttoopeerateandtthecoostoffPFSisloowtooo.

Liteeraturre[9]]repoortedthatthesstabillityoofPFSSmadeeintthiswwaywaaspooorer.Infaact,ttheinnstabiilityofPFFSmaddeinotherrmethhodsmmentioonediinfolllowinngisexisttentttoo.TThecrriticaalfacctorsaffecctingthesstabillityaarepHH,Fe33+/SO42-oraddinngstaabilizzerinnPFS..1.2Metthodoofcattalyziingoxxidatiion

Themethoodofcatallyzinggoxiddationnistthatfferrouussullfateisoxxidizeedinttoferrricssulfattebyoxidiizeruundertheeeffecttofccatalyyst.IItisamajjormeethodofmaanufaccturinngPFSSwithhferrrousssulfatte.Maanysttudiess[10-115]haavebeeenmaadeinnthissaspeect.UUndertheccondittionsofhaavingoxidaativecatallyst

andssuitabbleteemperaature,,PFScanbbemaddethrroughtheooxidattionoofferrroussulfaate,hhydrollysis,,andpolymmerizaation..Thecatallystsusedinthhereaactionnofccatalyyzingoxidaationweresodiuumnittrite,,mangganeseedioxxideoorchlloridee.Atpreseent,tthemoostprroducttionccompanniesoofPFSSusethismethood.

ThemanuffacturreofPFSwwithfferrouussullfateandssulfurricaccidwaasrepporteddfirsstlybbyJappanpaatent[[4].WWhenssodiummnitrriteaandaiirwerreuseedascatallystaandoxxidizeerresspectiively,,themechaanismofcaatalyzzingooxidattionccanbeeshowwedassfolllows:

2FeSSO4+H2SO4+2NNaNO2＝2Fe((OH)SOO4+Naa2SO4+2NNO

(7))

FeSOO4+NOO＝Fe(NNO)SO44

(8))

2Fe((NO)SOO4+1//2O2+H2SO4＝Fe2(SO4)3+2NNO+HH2O(9))

2NO+O2＝2NO2(10))

2NO+1/22O2＝N2O3

(111)

2FeSSO4+N2O3+H2O＝2Fe((OH)SOO4+2NNO(12))or

2FeeSO4+N2O3+H2SO4＝Fe2(SO4)3+2NOO+H22O(13))

2FeSSO4+NOO2+H2O＝2Fe((OH)SOO4+NO

(14))or

2FeeSO4+NOO2+H2SO4＝Fe2(SO4)3+NO+H2O(15))

Ferrricsaaltspproduccedinnthessereaactionnswerrehyddrolyzzedanndpollymeriized:

2mFee(OH)SSO4+(11-n/2))mH2SO4＝[Fe2(OH)n(SO4)3-n/22]m+(22-n)mHH2O

(166)or

Fe22(SO4)3+m××nH2O＝[Fe2(OH)n(SO4)3-n/22]m+nmm/2H22SO4(17)

ItccanbeeseennfrommthereacttionsaboveethattthemechaanismofthheoxiidizinngreaactionnoffferrouussullfatehadbbeencchangeedowiingtoothepartiicipattionoofNOwhichhmadeetheoxidiizingreacttioneeasy.Theccatalyyzingoxidaationtimewassshorteenedtto4~55hourrsfroomoriiginall17hhours..Evennso,thettimewwassttillllongerrandthecconsummptionnquanntityofcaatalysstwassalsoomoree.Meaanwhille,niitrogeenoxiideswwereddischaargedintoairiintheemanuufactuuringproceessoffPFSandtthisrresulttedinntheenvirronmenntalppolluttion.

Forthessakeoofshoorteniingthhereaactionntimee,sommemeaasuresssuchhashheatinnganddhighhpresssureandsstronggstirrring,,wereeofteenadooptedinthhemannufactturinggproccess.Amonggthemm,theemethhodofftwostepssoxiddationncoulldshoortenthettime.Firsttly,fferrouussullfatewasooxidizzedinntofeerricsulfaateunnderttheheeatinggcondditionn.Seccondlyy,botthferrroussulfaateanndhyddrogennperooxidewereaddeddintthesoolutioonofferriicsullfatemadeaboveeaccoordinggtopproporrtion..Thenn,PFSSwasobtaiinedaafteronehhourrreactiionunndertthesttirreddcondditionn.

Inoordertoavvoidppolluttion,Shorttenfuurtherrreacctiontime,,andreducceeneergycconsummptionn,theemanuufactuuringtechnnologyyandthemmanufaacturiingmeethodofPFFShaddbeenninveestigaatedtthorouughly..Someeproggresseeshaddbeennmadee[16],foreexamplle,thhecattalysiisoxiidizinngreaactionntakeenplaaceinnaheermetiicconntaineeranddthepropoortionnofSSO42-/Fe3+wassconttrolleedintherreactiionsyystem..Inaadditiion,ttakinggtheplaceeofaair,ooxygennwasusedasoxxidizeer.Innsuchhsituuationn,PFSSwasobtaiiningunderrthecondiitionofsttirrinngstrronglyywithhin1..5~2hhoursand555~90℃and29.4--147´1104Pa.Neverrtheleessthheseccondittionsofhiighteemperaatureandhhighppressuureanndstrrongsstirriingwiillinncreassetheediffficulttyoftechnnologyyandtheiinvesttmentofeqquipmeents.Furttheriimprovvementtwasthatthesspeedofadddingsulfuuricaacidwwascoontrollledaandsoodiumnitriitecaatalysstwassaddeedinbatchhesinntheoxidiizingproceessoffferrrousssulfatte.Unndertthecoonditiionsoofnorrmalppressuureanndaboove400℃,theeoxiddizinggreacctioncoulddachiievedwithiin2-33hourrswheenoxyygenwwasussedassoxiddizer[[13].Thisreporrtthooughtthatthemmethoddofaaddinggsulffuricacid,,thattistthePHHofrreactiionsyystemwasccontroolledinceertainnscoppe,waastheekeyofshhortenningtthereeactioontimme.BeecauseetheoxidiizingreacttionoofferrroussulfaatewaasverrydiffficulltintheccondittionooflowwerPHH,buttitccouldtakeplaceeeasiilywhhenthhePHwashhigherrthann2.

Inaadditiion,lliteraature[17]devellopedanewwmanuufactuuringtechnnologyyofPPFSwiithannatommizatiionmeethod,,thattis,underrthecondiitionssofnnormallpresssureandhheatinng,thheatoomizattionddripoofferrroussulfaatewaasconntacteedwitthnittrogenndioxxideiincirrculattionsstate..Theaimoofthiisproocesswasttoraiisethheconntactareabetweeenniitrogeendiooxideandfferrouussullfatesoluttion,quickkenreeactioonvellocityy,anddshorrtenpproducctioncyclee.TheeproccessppioneeeredaanewwayfforthheprooductiionoffPFS..Ofccoursee,thiiswilllalssoinccreaseethediffiicultyyofttechnoologyandttheinnvestmmentoofequuipmennt.

Moreeover,,itwwasreeporteedthaattheebesttkinddofccatalyysthaadbeeenfouund[188]alrreadyuptoonow..Thisscataalystwasnnotonnlyhiighefffectiivebuutnonnpoisoonous..Whennitwwasussedinntheoxidiizingreacttionoofferrroussulfaate,tthereeactiooncouuldbeecomppleteddinttwohoours.WehoopeittcanbeussedinntheindusstriallprodductioonofPFSeearly..

IntthemaanufaccturinngproocessofPFFSaboove-meentionned,tthereeactioonofferroousanndnittrogennoxiddesbeelongsstoaareacctionbetweeenliiquidandggas.IInorddertooincrreasetheirrconttactaareaaandquuickennthereacttionsspeed,,someemeassures,,suchhashheatinng,hiigh-prressurre,sttrongstirrring,andssprayiing,wwereooftenused..So,thettechnoologyofthhemetthodiiscommplicaatedaandthheinvvestmeentcoostoffequiipmenttisaalsohhigherr.

Besiides,inottherrreportt,pottassiuumchllorateeorhhydroggenpeeroxiddewerreuseedasasubbstituutefoorairrorooxygennintthesyystemofsoodiumnitriite.AAlthouughthhiscaanquiickenthesspeedofcaatalyssisoxxidiziingreeactioon,ittincrreasesstheproduuctcoost,ttoo.1.3Efffectoofcattalysttprommoteronthhereaactionnofccatalyyzedooxidattion

BecaausettheoxxidiziingreeactioonisaratteconntrolllingsstepiintheemanuufactuuringproceessoffPFS,,shorrteninngtheereacctiontimehasaalreaddybeccomeaafocaalpoiintcooncernned.SSopeooplehhadmaadethhorougghstuudies[[3,6,118]atttheaspecctsoffoxiddizer,,cataalyst,,andcatallystppromotter.LLiteraature[3]hhadmaadesoomedeetaileedstuudiesonthhekinndanddtheaddittionoofcattalystts,thhesellectioonofcatallystppromotters,thettemperratureeandtheaacidittyofreacttionssystemm.Thiislitteratuurethhoughttthattsodiiumioodideasacatallystppromottercoouldqquickeentheereacctionspeedd.Atthessamettime,itallsothhoughttthattconttrolliingthhePHofthhereaactionnsysttemwaasakkeytooquicckentthesppeedoofoxiidizinngreaactionn.Itdiscuussedhowssodiummiodiidequuickennstheespeeedoftheooxidizzingrreactiion,ttoo.

Onthebbasisofinnspecttingttheefffectofcaatalysstsanndoxiidizerrsonthesspeedofcaatalyssisoxxidiziingreeactioon,liiteratture[[6]reeporteedthaattheetraccecattalysttprommoterofHGG-1,HHG-2,orHGG-3coouldnnotabllyraiisethhespeeedinnthereacttionssystemmofooxygennandsodiuumnittrite..Thissmadeenotonlythecconsummptionnofccatalyystdeecreassesonneatthirdbuttthereeactioontimmesshhortenntwothirdds.Inaawordd,soddiumnnitrittewassgeneerallyyuseddastthecaatalysstinthepprocesssofcatallysisoxidiizingreacttion.Itshhoudbbepoiintedouttthatssodiummnitrriteiisaccarcinnogen,,andsomenitriicoxiideswwerelletinntheproceess.TThisrresulttsinenvirronmenntalppolluttion.Inorrderttosimmplifyytechhnologgy,cuutdowwntheecosttofpproducctandddecrreasepolluution,,thedevellopmenntdirrectioonofPFSmmadewwithtthecaatalyssisoxxidiziingmeethodshoulldbestudyyingaandimmproviingfuurtherrthemanuffacturringttechnoology,,anddevellopinggnewcatallystsandccatalyystprromoteerswhhichaarehiighefffectiiveanndnonnpoisoonous..2ManuffacturreofPFSwwithsslagoorwasstereesiduee

ItiisaggoodmmethoddoftturninngwassteinntoussefulproduucttoomanuufactuurePFFSfroomslaagorwasteeresiidueccontaiiningoxideecomppoundofirron.IItcannnotonlysolveethethreee-wastteprooblem,,andalsocutddowntthecoostoffPFS,,simpplifymanuffacturringttechnoology,,haveebettterecconomiicbennefit..2.1MannufacttureoofPFSSwithhpyriiteciinder

PyriiteciindercanbbeasarawwmateerialofPFFS.ThhisissoneofmaajormmethoddspreeparinngPFSSwithhslaggorwwasteresiddue.AAvasttamouuntoffpyriiteciinderisprroduceedinthepproduccingccourseeofssulfurricaccid.IItsmaaincoomponeentsaarefeerricoxideeandferriiferroousoxxide.Atthheasppectooftheecompprehennsiveutiliizatioonofpyrittecinnder,theggreateerparrtofpyriddecinnderwwasussedassanaassisttantiintheeprodductioonofcemennt.

Inggeneraalsittuatioon,tootaliironccontenntisaboutt65~665%innpyriiteciinderandfferriccconttentiis96..5%inntotaaliroon.Affterppyriteecindderissdisssolveddinssulfurricaccid,tthefiiltrattingccandiirectllybeusedinthhemannufacttureoofPFSS.Thiishassdeveelopeddanottherbbetterrwayfortthecoomprehhensivveutiilizattionoofpyrriteccinderr.TheemanuufactuuringmethoodofPFSuusingpyrittecinnderiisecoonomiccal,aandittscosstisalsolowerr.Atpreseent,mmanypprogreesseshadbbeenmmadeiinthiisasppect[119-22]].

ThemanuffacturringpprocesssofPFSuusingpyrittecinndermmaybeediviidediintottwostteps.Theffirststepisthhatpyyritecindeerisdissoolvedinsuulfuriicaciid:

Fe3OO4+4HH2SO4=Fee2(SO4)3+FeeSO4+4HH2O

(188)

Fe2OO3+3HH2SO4=Fee2(SO4)3+3HH2O(19))Theseccondiisoxiidatioon,hyydrolyysisaandpoolymerrizatiion:

FeSOO4＋2H2SO4＋O2＝2Fe2(SO4)3＋2H2O(20))

Fe2((SO4)3+nHH2O＝Fe2(OH)n(SO4)3-n/22+(nn-2)H22SO4

(211)

mFe22(OH)n(SO4)3-n/22＝[Fe2(OH)n(SO4)3-n/22]m(22))

Inthheseccondsstep,ferrooussuulfateemaybeoxxidizeedwitthdiffferenntmetthods..Oneisdiirecteedoxiidatioon[19]].Anootheriscaatalyssisoxxidatiion[411].Mooreoveer,whhenthheconntentoffeerrousssulffateiisverrylowwintthefiiltratting,theooxidattionmmaybeelefttoutandbbothtthehyydrolyysisaandpoolymerrizatiioncaantakkeplaacediirectlly[21,,22].Inthhemannufactturinggproccess,itissimpoortantttoiimprovvetheedisssolvinngratteofpyrittecinnderffurtheerlyiinsullfuriccacidd.Autthor'ssstuddiesiindicaated[223,24]]thattthedissoolvinggrateeiscconcerrnedwwithssulfurricaccidcooncenttratioon,teemperaature,,andtherratiobetweeensoolidaandliiquid..Becaausetthediissolvvingccourseeofppyriteecindderissaneexotheermicreacttion,theddissollvingratemayaachievve95%%undeertheeeffeectoffthereacttionhheat.Theccontenntofferroousonnlyocccupiees3%ofthhetottalirroncoontenttintthefiiltratting.PFSccanbeeobtaainedthrouughthhehyddrolyzzingaandthhepollymeriizingoffeerricsulfaateunnderccertaiinconnditioon.Oxxidizeerisnotnneededdintthemaanufaccturinngproocess..Thisshasnotoonlyeeliminnatedtheppolluttionoofnittricooxidess,anddalsoosaveedspeendinggandcutddownffurtheertheecosttofpproducct.

WhennPFSmadebyouurselvveswaasuseedinthettreatmmentoofpappermakkingwwastewaterr(CODDCr=11000mgg/L),therremovaalratteofCODCrrwasmorethan90%aastheeaddiitionofPFFSwass150mmg/L(tthatiis,[FFe3+]=1550mg/LL).Innaddiition,,theremovvalraateoffCODCCrwassmoreethann60%inthhetreeatmenntofsacchharinsodiuumslaatwasstewaater(CCODCr=150000mg//l)asstheaddittionooftheePFSwas8800mg//L.

Inoordertoraaisetthediissolvvingrrateffurtheerly,pyrittecinndermmaybeeprepprocesssed.Firsst,

fferriccoxiddeinpyrittecinnderwwasreeduceddasfferrouusoxiideunnderttheefffectssofbbothhhighttemperratureeandreduccer.PPyriteecindderwaaschaangedintoreducctiondregss.Seccond,therreducttionddregswasddissollvediinsullfuriccacidd,obttaininngmidd-prodductfferrouussullfate..Finaal,PFFSwassmadeethrooughooxidattionaandhyydrolyysisaandpoolymerrizatiionassmenttioneddin11.2.

Itwwassaaidthhatthhismeethodcanrraisetheuutilizzationnratiioofpyrittecinnder,neverrtheleessthherewwasnootonllyoxiidizinngreaactionnbutalsoreduccingrreactiioninnthemanuffacturringpprocesssofPFS.Soittwilllresuultinnlonggerprroduciingpeeriodandhhigherrconssumptiion,aandittspoppulariizatioonanddappllicatiionwiillbeeveryydiffficultt,tooo.

2.2MannufacttureoofPFSSwithhotheerslaagscoontainningiiron

Sideerite,,magnnetiteeore,,ironnmud,,natuuraliironssandaandoppen-heearthfurnaaceduust[255-28]areaalsottheraawmatteriallsofPFSbbesideespyrriteccinderr.Theeconttentsoffeerrifeerroussoxiddeanddferrricoxxideaarehiighinnthemm,tooo.

Liteeraturre[266]haddobtaainedbetteerressultiintheemanuufactuureoffPFSusinggironnmud..Ironnmudisthhewassteprroduceedinthepproduccingpprocesssofdyemmediumms.Ittsmaiincommponenntareeferrriferrrousooxideandaalitttlefeerricoxidee,ferrrousoxidee,anddironnbesiides.InChhina,thettreatmmentmmethoddofiironmmudissgeneerallyytosstoreuporrtobbury.Thiscauseeseassilyeenviroonmenttalpoollutiionaggain,andttheussefulresouurceiiniroonmuddisaalsowwastedd.ItisagoodwayoofwasstecoomprehhensivveutiilizattionfforirronmuudtobeussedasstherawmmateriialoffPFS..

NatuuraliironssandiisakkindoofricchminneralresouurcesofthheDabbieshaanMouuntainnsareea.Tootaliironccontenntis59.6%%iniit,anndferrricccontenntis41.1%%.ItisagoodrawmmateriialoffprepparinggPFS..Liteeraturre[277]repportedd,usiingnaaturallironnsanddandsulfuuricaacidaastheerawmaterrials,,highhconccentraationPFS(2220g/LL)couuldbeemadeethrooughppickliing,ooxidizzing,andppolymeerizinng.Thhen,thelliquiddPFSwascconcenntrateedinttosollidbyyspraay-dryyingpprocesss.

Openn-hearrthfuurnaceedusttisaanotheerwassteussedallsotoomanuufactuurePFFS.Ittistthesmmokeaanddiirtinntheopen--heartthfurrnacesteellmakinngwasstegaas.Thheconntentoffeerricoxideeismmoretthan990%innit.Literraturee[28]]repoortedthattheddustccouldbeussedasstherawmmateriialoffPFS::Firsstly,theddustwwasdiissolvvedinnalkaalisoolutioonforrremoovingsomeimpurrityiinit..Theconteentoffferrricoxxidewwasmoorethhan999.5%iintheedusttpuriified..ThennPFScoulddbemmadetthrougghaciiddisssolviing,hhydrollysisandppolymeerizattion.WhenthePPFSwaasuseedtotreattwashhingwwastewaterrofbblastfurnaacegaas,thhetreeatedefficciencyywasverygood..Moreeover,,becaausetthereisnootothherhaarmfullioninthhePFSS,itisveerysuuitablleforrthePFSttotreeatdrrinkinngwatter.

Inootherreporrts,wwasteresidduecoontainningfferriccoxiddewassuseddtommanufaacturiingPFFS,tooo.Unnderccertaiintemmperattureaandprressurre,PFFScouuldbeeobtaainedbydiissolvving,hydroolysiss,pollymeriizatioonwitthoutoxidiizer.

Ontthewhhole,themmanufaactureeofPPFSbyyslaggsorwasteeresiidueiisaneconoomicallmethhod.TThismmethoddisssimpleerthaantheecataalysissoxiddationnmethhodmeentionnedabbove.Certaainly,,therreareestilllsommeprooblemssthattshouuldbeesolvvedfuurtherrlyinnthemanuffacturringpprocesssofPFS.Foreexamplle,thhedisssolviingraateoffslaggsshoouldbberaiisedaagain,,soaastoraiseetheutiliizatioonratteofrawmmateriial.IInaddditionn,theereissexceessiveeaciddgeneerallyyintthesoolutioonofferriicsullfateobtaiinedbbydisssolviingsllagsiinsullfuriccacidd.Thiiswilllinccreaseetheconsuumptioonquaantityyofootherassisstantssintthecoourseofhyydrolyysisaandpoolymerrizatiion.IIftheerearresommeharrmfulheavyymetaalsinnslaggsanddwastteressidue,,therrewilllbesomeheavyymetaalionnsinPFS.Thiswillrestrrictiitsappplicaationindrrinkinngwattertrreatmeent.3ManuffacturreofPFSwwithoothermethoods3.1Metthodoofbioologiccoxiddationn

Usinngpyrrite,coal,,sulffur,aandhyydrogeensullfideasraawmatterialls,PFFScannbemmadewwithtthemeethodofbiiologiiccattalyziingoxxidatiionunnderttheinnfluennceoffironn-sulpphurbbacterria,ssuchaasthiiobaciillusferroooxidaansanndthiiobaciillusthioooxidanns.Liiteratture[[29]iinvesttigateedsommefacctorswhichhaffeectinggthemanuffacturringoofPFSSwithhbiollogicoxidaation..ItrreporttedthhatthheseffactorrswerrepH,,theaddittionoofpyrrite,tempeeraturre,sttirrinng,anndreaactionntimee.UndderthheconnditioonsoffpH2..0~2.33,2.88gpyrrite/LL,30℃,andd300r.p.mm.,amid-pproducctwassobtaainedin100hourrsreaactionn.TheenPXTTcoaggulantt(thattisPPFS)wwasmaadethhroughhaciddificaation,,conccentraation,,andagingg.WheentheePXTwasuusedttotreeatthhehigghSSashwwaterofpoowerpplant,,itccoulddecreeasennotonnlySSSbutpHanndF-.

Inttheprrocesssofbbiologgicoxxidatiion,bbothtthiobaacilluusferrrooxiidansandtthiobaacilluusthiiooxiddanspplayaanimpportanntrolle.Thheyarretheepecuuliarmicroo-orgaanismsswhicchcannobtaaincaarbonresouurcesfromCO2inaairanndlivveininorgganicenvirronmennt.Thheycaanoxiidizeironandrreduceesulpphuriintofferriccandsulfuuricaacid,respeectiveely.

TheprepaaratioonofPFSwwithbbiologgicoxxidatiionissaveerygooodwaay.ThhewayydoessnotneedanyootherrawmmateriialsbbesideespyrriteaandalittlledillutessulfurricaccidussedtooadjuustthhepHofreeactioonsysstem.Itisscharracterrizedbysiimpleprocees,saavingenerggy.Neeverthhelesss,mannystuudiesshoulldbedoneifthhemetthodoofbioologiccoxiddationnisuusediininddustriialprroducttionoofPFSS.Atpreseent,tthismmethoddissstillinthheiniitialstageeofsstudyandddeveloopmen