聚合硫酸鐵在工業(yè)生產(chǎn)中多采用催化氧化法。
即以硫酸亞鐵及硫酸為原料,借助催化劑(NaNO2)的作用,利用氧化劑使硫酸亞鐵在酸性介質(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。
聚合硫酸鋁液體，將稀硫酸濃度約3%加入到硫酸亞鐵中，再加入亞硝酸鈉與硫酸亞鐵之比約3：100，通入空氣或者氧氣進(jìn)行氧化，經(jīng)水解，聚合反應(yīng)制得聚合硫酸鐵。
聚合硫酸鐵固體產(chǎn)品的制造方法：
利用液體亞鐵為原料，制勝空氣作氧化劑，經(jīng)過低溫脫水、粉碎、高溫氧化、欣欣然冷卻、調(diào)聚、固化、陳化、粉碎到成品完成。
聚合硫酸鐵經(jīng)常作為水處理混凝劑，在處理污水時，能夠很快并且有效的去除大部分的有機(jī)物和懸浮物，其脫色效果更是要優(yōu)于其他混凝劑，但在處理某些難降解廢水如印染廢水與制藥廢水時，在聚合硫酸鐵投加后廢水會迅速變黑，從沉淀池到厭氧出水聚合硫酸鐵投加使廢水發(fā)黑全是黑的。
印染廢水常采用硫酸亞鐵進(jìn)行脫色有時也會出現(xiàn)廢水發(fā)黑的情況，廢水中如果含有硫化物則會在混凝過程中與硫酸亞鐵形成硫化亞鐵，與聚合硫酸鐵形成硫化鐵，因為硫化鐵呈黑色，而其沉淀物礬花粒徑細(xì)又重力不夠無法迅速下沉，導(dǎo)致廢水呈現(xiàn)出大量硫化鐵礬花呈黑色。
對于發(fā)黑物質(zhì)硫化鐵的處理方法，由于硫化鐵礬花沒有沉淀的原因是因為其重量輕無法沉淀，所以可以加入一定量的絮凝劑如聚丙烯酰胺等，對其進(jìn)行強(qiáng)化快速絮凝粘結(jié)成團(tuán)，促使其迅速沉降下去，從而達(dá)到去除黑色的目的。
其次可通過在廢水先投加石灰對硫化物進(jìn)行去除后，再投加聚合硫酸鐵進(jìn)行混凝處理，這樣便不會產(chǎn)生硫化鐵。如是采用硫酸亞鐵混凝的話，則可加大曝氣量，防止其缺氧?；蛘卟挥闷貧?，加大水力攪拌，防止亞鐵離子氧化成3價鐵離子再反應(yīng)生成黑色硫化鐵。
聚合硫酸鐵健康危害：本品對皮膚、粘膜有作用。吸入高濃度可引起，個別人可引起支氣管。誤服量大時，可引起口腔糜爛、胃炎、胃和粘膜壞死。慢性影響：長期接觸可引起、頭暈、食欲減退、咳嗽、鼻塞、胸痛等癥狀。
以下是制備聚合硫酸鐵的具體操作方法：
(1)雙氧水氧化法：雙氧水(H2O2)在酸性環(huán)境中是一種強(qiáng)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)釜中加入硫酸亞鐵、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)。
(2)(鈉)氧化法：是廣泛應(yīng)用于和火柴工業(yè)的強(qiáng)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、硫酸亞鐵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。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),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,由于價格昂貴,產(chǎn)品成本高。
(3)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生產(chǎn)的仍為氧化劑,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,不宜長期保存。
(4)硝酸氧化法：硝酸為中強(qiáng)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。該法是以工業(yè)硫酸亞鐵為原料,采用工業(yè)硫酸氧化后以工業(yè)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。
聚合硫酸鐵其凈化作用的原理是鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)氫氧化物膠體，它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異電的膠體，使其聚沉，達(dá)到凈化目的鋁鹽或鐵鹽在水中發(fā)生水解生成相應(yīng)氫氧化物膠體，它可吸附天然水中懸浮物并破壞天然水中的其他帶異電的膠體，使其聚沉，達(dá)到凈化目的。
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