聚合硫酸鐵
基本資料(Basic Information)   
分子式(Formula)： [Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m, 0.5＜n＜1, m=f(n)
阿拉爾市聚合硫酸鐵~城鎮(zhèn)水處理用聚合硫酸鐵

質(zhì)量指標(biāo)(Specification)   
含量（Purity）： GB14591-93（II）    

生產(chǎn)方法：用磁鐵礦粉或硫鐵礦燒渣為原料,與硫酸和水采用二步法進(jìn)行反應(yīng)，再添加少量的氯酸鈉或氯酸鉀作催化劑，通過攪拌或鼓入壓縮空氣，制得聚合硫酸鐵液體產(chǎn)品，再經(jīng)濃縮過程，加入定量的晶體，即可生產(chǎn)出成膠體粒狀的聚合硫酸鐵固體產(chǎn)品。

阿拉爾市聚合硫酸鐵~城鎮(zhèn)水處理用聚合硫酸鐵

聚合硫酸鐵簡稱聚鐵，固體外觀為淡黃色，無定型粉狀固體，極易溶于水，吸濕性強。廣泛應(yīng)用于飲用水、工業(yè)用水，各種工業(yè)廢水，城市污水、污泥脫水等的凈化處理。與其他無機絮凝劑相比具有以下特點： 
 1、新型、優(yōu)質(zhì)、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑； 
 2、混凝性能優(yōu)良，礬花密實，沉降速度快； 
 3、凈水效果優(yōu)良，水質(zhì)好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質(zhì)，亦無鐵離子的水相轉(zhuǎn)移、無毒，無害，安全可靠； 
 4、除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著； 
 5、適應(yīng)水體PH值范圍寬為4—11，PH值范圍為6—9，凈化后原水的PH值與總堿度變化幅度小，對處理設(shè)備腐蝕性小； 
 6、對微污染、含藻類、低溫低濁原水凈化處理*，對高濁度原水凈化效果尤佳； 
 投藥量少，成本低廉，處理費用可節(jié)省20％—50％。

聚合硫酸鐵技術(shù)指標(biāo)

制備方法：

聚合硫酸鐵的制備主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多數(shù)PFS的制備采用直接氧化法，此法工藝路線較簡單，用于工業(yè)生產(chǎn)可以減少設(shè)備投資和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低設(shè)備成本，但這種生產(chǎn)工藝必須依賴于氧化劑，如：H2O2、KClO3、HNO3等無機氧化劑。催化氧化法一般是選用一種催化劑，利用氧氣或空氣氧化制備聚合硫酸鐵。以下是制備聚合硫酸鐵的具體操作方法：

雙氧水氧化法：

雙氧水(H2O2)在酸性環(huán)境中是一種強氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價鐵從而制得聚合硫酸鐵:

2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O

制備過程中,按照生產(chǎn)量和所需要的鹽基度,在反應(yīng)釜中加入*、水和硫酸混合,當(dāng)溫度升高到30~45℃時,在攪拌過程中,通過加料管在釜底緩慢加入H2O2。H2O2很快將亞鐵氧化成三價鐵,取樣分析待亞鐵濃度降至規(guī)定濃度時,停止反應(yīng)。

利用本法生產(chǎn)聚合硫酸鐵,具有設(shè)備簡單、生產(chǎn)周期短、反應(yīng)不用催化劑、產(chǎn)品不含雜質(zhì)、穩(wěn)定性高等特點。但反應(yīng)過程中, 有H2O2在分解時形成O2氣放出在無催化劑時,起不到氧化作用。要減少O2的產(chǎn)生,需要控制H2O2的投加速度制備工藝為間歇式操作,影響生產(chǎn)效率。H2O2成本比較高,它增加了聚合硫酸鐵的生產(chǎn)成本,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

氯酸鉀(鈉)氧化法：

氯酸鉀是廣泛應(yīng)用于火柴工業(yè)的強氧化劑,同樣可以將亞鐵氧化成三價鐵:

6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+ 3(1-n)H2O + KCl

制備時,將硫酸、*和水按比例加入反應(yīng)釜中,在常溫或稍微高溫度下,攪拌中加入氯酸鉀。檢驗亞鐵離子減少到規(guī)定濃度即可結(jié)束。

該法生產(chǎn)工藝簡單,設(shè)備投資少,產(chǎn)品穩(wěn)定性好,反應(yīng)效率高,無空氣污染。產(chǎn)品中含有氯酸鹽,可兼作混凝與殺菌劑。但制品中殘留有較高的氯離子和氯酸根離子,不宜于飲用水處理。同時,由于氯酸鉀價格昂貴,產(chǎn)品成本高。

次氯酸鈉氧化法：

次氯酸鈉屬于堿性氧化劑,其氧化還原電位較高,理論上能將亞鐵氧化成三價鐵:

2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4+ 2H2O + Cl2

可以將亞鐵氧化成三價鐵。但會有少量以氣體形式逸出而浪費掉,不能充分利用。同時也會造成環(huán)境污染,曾加后處理工序。次氯酸鈉是堿性氧化劑,制備聚合硫酸鐵時,為了降低pH值, H2SO4的用量較高。用該法制備的聚合硫酸鐵穩(wěn)定性差,不宜*保存。

硝酸氧化法：

硝酸為中強氧化劑,與亞鐵反應(yīng)如下:

FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2

反應(yīng)生成的NO2又可以起到氧化作用,因而HNO3的氧化效率高。

該法是以工業(yè)*為原料,采用工業(yè)硫酸氧化后以工業(yè)濃硝酸氧化。FeSO4:HNO3為1:(0.20~0.30):(0.10~0.32),加入水量小于以上三者總量的20%,于0.1~0.2MPa下，攪拌中通入充足的空氣或氧氣,于50~70℃氧化,102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以內(nèi)。

用HNO3氧化時,成本比較低,反應(yīng)周期短。所得產(chǎn)品濃度高,易于制成固體產(chǎn)品。若選用工業(yè)一級品原料,所得產(chǎn)品可用于飲用水處理。但反應(yīng)中生成的NO2,會造成環(huán)境污染,需增加專門吸收裝置予以處理。

綜上所述,直接氧化法雖然工藝簡單,操作簡便,但存在氧化劑用量大,成本高,氧化劑引入的離子需分離出去,反應(yīng)中產(chǎn)生的有害氣體需專門設(shè)備吸收處理等問題,因而難于在工業(yè)化生產(chǎn)中普及和應(yīng)用。但實驗研究中需要少量的聚合硫酸鐵時采用此類方法制備簡單易行。

催化氧化法:

聚合硫酸鐵在工業(yè)生產(chǎn)中多采用催化氧化法。

即以*及硫酸為原料,借助催化劑(NaNO2)的作用,利用氧化劑使*在酸性介質(zhì)中被氧化成三價鐵離子。然后用氫氧化鈉中和,調(diào)整堿化度進(jìn)行水解,聚合反應(yīng)制得聚合硫酸鐵。

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