[发明专利]一种低能耗结晶脱水制备固体聚合硫酸铁的方法

说明书

本发明提供了一种低能耗结晶脱水制备固体聚合硫酸铁的方法，过程为：(1)浓缩：将液体聚合硫酸铁置于蒸发器内蒸发浓缩，至浓度全铁含量13－18％时，停止浓缩，获得浓缩液；(2)结晶及干燥：将步骤(1)的浓缩液置于干燥机内进行结晶干燥，控制干燥机的干燥温度范围为90－198℃，持续干燥至含水量在25－31％范围内，停止干燥，收集晶体颗粒；(3)粉碎：将步骤(2)获得的晶体颗粒使用粉碎机粉碎，至粒径在10－20目范围内时，获得成品。该方法具有制备时间短、易于工业化、制备过程能耗低、聚合硫酸铁损失少、易操作、环保等优点；使用该方法获得的聚合硫酸铁固体，具有溶解快、质量稳定、方便使用的优点。

技术领域

本发明涉及固体净水剂制备技术领域，具体涉及一种低能耗结晶脱水制备固体聚合硫酸铁的方法。

背景技术

聚合硫酸铁是用于污水处理的净化剂，其本身具有适用范围广、与杂质结合紧密、可快速沉降的优点，这些优点使其应用广泛。目前，市场上以液体状态的聚合硫酸铁为主，而液体聚合硫酸铁由于存在运输效率低，如液体聚合硫酸铁的质量大于相等效果的固体聚合硫酸铁，运输及贮存过程中易于腐蚀容器等缺点，造成了运输及贮存成本高的缺点，制约了液体聚合硫酸铁的推广应用。

为解决上述问题，固体聚合硫酸铁的生产逐步出现，目前，固体聚合硫酸铁的制备主要采用蒸发浓缩陈化法和喷雾干燥法，而由于喷雾干燥法存在能耗高、环境污染严重、设备腐蚀快、操作人员易得职业病等难以克服的缺点，因此，蒸发浓缩陈化法具有良好的发展前景；蒸发浓缩陈化法的过程为：将液体浓缩后陈化结晶、粉碎得到固体；在该方法中，主要存在以下缺点：一是液体浓缩后，液面形成密实的膜，水分进一步蒸发困难，且在此粘稠状态下聚合硫酸铁难以结晶，继续陈化结晶需要1-2天的时间，导致干燥时间增长，增加了生产成本，降低了干燥效率，不适合工业化生产；二是由于继续陈化结晶时间长，导致设备的循环利用率低，不利于固体聚合硫酸铁的连续生产；三是获得的固体聚合硫酸铁的全铁含量低，使用效果差，且质量参差不齐。

因此，如何通过合理的过程调整，提高浓缩效率和结晶速度、降低生产成本、降低液体硫酸铁的损失，在固体聚合硫酸铁的制备中具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种低能耗结晶脱水制备固体聚合硫酸铁的方法，具体为液体聚合硫酸铁浓缩、结晶、干燥获得成品的方法。该方法具有制备时间短、易于工业化、制备过程能耗低、聚合硫酸铁损失少、易操作、环保等优点；使用该方法获得的聚合硫酸铁固体，具有溶解快、质量稳定、方便使用的优点。

本发明的技术方案如下：

一种低能耗结晶脱水制备固体聚合硫酸铁的方法，过程如下：

(1)浓缩：将液体聚合硫酸铁置于蒸发器内蒸发浓缩，至浓度全铁含量13－18％时，停止浓缩，获得浓缩液；

(2)结晶及干燥：将步骤(1)的浓缩液置于干燥机内进行结晶干燥，控制干燥机的干燥温度范围为90－198℃，持续干燥至固体聚合硫酸铁的含水量在25－31％之间，停止干燥，收集晶体颗粒；其中，含水量是指固体聚合硫酸铁的总含水量，包含结晶水和自由水；在该过程中，通过对干燥机进行温度控制，可使浓缩液的粘度降低，晶体颗粒迅速生成并与液体中的水分分离，加速液体的快速蒸发，提高干燥效率，利于设备的循环利用；

(3)粉碎：将步骤(2)获得的晶体颗粒使用粉碎机粉碎，至粒径在10－20目范围内时，获得成品。

在上述制备过程中，通过浓缩，使溶液中聚合硫酸铁的含量升高；然后通过结晶干燥过程，对浓缩后的聚合硫酸铁溶液进行处理，使粘稠的聚合硫酸铁液体在干燥机内先结晶析出固体聚合硫酸铁，粘稠溶液变为固液混合的悬浊液，然后继续在干燥机内受热蒸发脱除游离水，最后获得固体聚合硫酸铁晶体，达到固体聚合硫酸铁干燥的目的。