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硫酸亞鐵制備液體聚合硫酸鐵的方法
發(fā)布時間：2018/4/18 19:00:57 點擊率：
    聚合硫酸鐵又稱羥基硫酸鐵，簡稱聚鐵(PFS)，是一種高效廣譜高分子無機絮凝劑，分子式為：式中n小于2、m(聚合度)大于10，m=f(n)。商品聚鐵有液體和固體2種形式。液體聚合硫酸鐵是一種均相紅棕色帶有粘性的液體，固體聚鐵是一種淡黃色至深黃色的粉末或固體顆粒。液體聚鐵的相對密度≥1.45、凝固點≤-13℃、20℃時粘度10×10-3Pa·s(cP)、pH0.5-1.0、堿化度8-1.6、三價鐵含量≥160g/L、二價鐵含量≤1g/L。聚鐵具有多核絡離子結(jié)構(gòu)，或多核羥基鐵配合物，屬于陽離子電荷密度很高的無機高分子混凝劑。聚鐵在水溶液中水解生成大量的[Fe2(OH)3]3+、[Fe2(OH)2]4+、[Fe8(OH)20]4+等絡離子擴能快速中和水中帶負電荷的膠體微粒，在被中和或被吸附的粒子間架橋，互相碰撞、纏繞使顆粒增大而沉降下來，并具有降低COD、BOD、脫色、脫臭的作用，在工業(yè)廢水、自來水，特別是長江水系中沉降速度快、適用pH范圍廣，具有極好的混凝效果。它與硫酸鋁、聚氯化鋁相比價格便宜、沉降速度快，與三氯化鐵相比不僅便宜、腐蝕性也較低。
    液體聚鐵的制備方法主要有2種。
    a、催化氧化法：把硫酸亞鐵溶液與硫酸和催化劑，(NaNO2、H2O2、 MnO等)混合，用氧氣直接氧化，由于催化劑的存在可以使硫酸亞鐵在酸性條件下氧化，其化學反應式如下：
    2FeSO4+2NaNO2+H2SO4===2Fe(OH)SO4+Na2SO4+2NO
    FeSO4+NO===Fe(NO)SO4
    2Fe(NO)SO4+0.5O2+H2O===2Fe(OH)SO4+2NO
    2NO+0.5O2===N2O3
    2NO+O2===2NO2
    2FeSO4+N2O3+H2O===2Fe(OH)SO4+2NO
    2FeSO4+NO2+H2O===2Fe(OH)SO4+NO
    我國大部分工廠采用此種方法，這種方法工藝簡單、成本低，但是因為是氣液反應、反應時間長、催化劑用量大，反應過程中產(chǎn)生的NO、NO2污染環(huán)境需要處理。
    b、直接氧化法：直接氧化法是把氧化劑KC1O3、H2O2、HNO3、HNSO4(亞硝酰硫酸)等直接與硫酸亞鐵溶液進行氧化反應。
    其中H2O2法是把硫醉亞鐵與硫酸混合加熱攪拌升溫至50℃，加入H2O2進行氧化反應即可制得聚鐵，但此法H2O2價格貴、不易保存、使用效率低。另外一種方法是先把硫酸亞鐵溶液與H2O2反應制成氧化劑(A)，再用氨水中和另一份硫酸亞鐵溶液至pH8-9，生成一種墨綠色的母液(B)，然后按一定比例把A、B2種溶液在常溫下混合反應1.5h后，即獲得紅棕色的聚鐵溶液。
    由于KC1O3在酸性條件下是強氧化劑，操作時把硫酸亞鐵與硫酸混合加熱至40-50℃，加人KC1O3進行氧化即可制得聚鐵，但此法產(chǎn)品中混有Cl-根和殘留的KClO3，在有些領域中不能使用，而且KC1O3價格也較貴.
    HNO3法是把硫酸亞鐵、硫酸和硝酸按一定比例混合，在50-70℃、0.1-0.2MPa下通入空氣氧化，然后在102-103℃下完成水解聚合、該法反應時間短(2h)，所得產(chǎn)品濃度高，但是加壓生產(chǎn)、設備投資高，同樣存在NO2、NO等的污染問題。

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