生产聚合硫酸铁中硫酸亚铁为原料的工艺流程

目前我国钛白粉生产基本采用硫酸法，生产过程中排放的废渣硫酸亚铁产量约为钛白粉本身产量的3.5倍。废渣硫酸亚铁的综合治理已成为我国硫酸法钛白粉快速发展的主要瓶颈之一。利用硫酸亚铁合成聚合硫酸铁，然后进行废水处理，是综合利用钛白粉废渣硫酸亚铁的重要途径。

聚合硫酸铁(PFS)又称碱式硫酸铁或羟基硫酸铁，分子式一般可表示为[Fe₂ (OH) N  (S0₄) 3-N/2] m，是一种无机高分子絮凝剂。与其他絮凝剂相比，它具有生产成本低、用量少、适用酸碱度范围广、杂质(浊度、化学需氧量、悬浮物等)去除率高等优点。)，残渣浓度低，明矾花沉降速度快，脱色效果好，因此广泛应用于工业废水、城市污水、工业用水和生活饮用水的净化处理。

聚合硫酸铁(PFS)的生产方法有多种，根据所用氧化剂的不同，大致可分为空气氧化法、硝酸氧化法、氯酸盐氧化法和过氧化氢氧化法。用空气催化氧化法将7水硫酸亚铁合成聚合硫酸铁，然后用氯化钠和H₂O2深度氧化。生产聚合硫酸铁的方法成本低、运行稳定、生产周期短、无污染、产品质量好、稳定性高。

生产聚合硫酸铁中硫酸亚铁为原料的工艺流程：

聚合硫酸铁的制备主要包括直接氧化法和催化氧化法。大多数聚合硫酸铁是通过直接氧化制备的，这是一种简单的工艺路线。用于工业生产可以减少设备投资和生产环节，降低设备成本，但这种生产工艺必须依赖氧化剂，如H₂O2、氯化钾、硝酸等无机氧化剂。一般来说，催化氧化法是用催化剂，用O2或空气氧化制备聚合硫酸铁。

过氧化氢(H₂O₂)是酸性环境中的强氧化剂，它能将Fe²⁺转化为Fe³⁺制备聚合Fe₂(SO₄)³:

硫酸亚铁H₂O₂(1-n/2)H₂so₄—Fe₂(OH)n(SO4)3-n/2(2-n)H₂O

氯化钠是一种强氧化剂，广泛用于炸药和火柴工业，也可将二价铁氧化成三价铁：

6硫酸亚铁氯化钠3(1-n/2)h₂so₄—3[Fe₂(OH)n(SO₄)^3-n/2]3(1-n)H₂O氯化钠

其他还有次氯酸钠氧化和硝酸氧化。在前者中，少量的Cl₂以气体的形式逸出并被浪费，不能被充分利用，也造成环境污染。后者反应产生的NO2会造成环境污染。催化氧化法：以硫酸亚铁和H₂SO₄为原料，在催化剂的作用下，用氧化剂将硫酸亚铁在酸性介质中氧化成Fe³⁺。然后进行水解聚合反应制备聚合硫酸铁。其制备原理如下：

催化氧化反应：2 fe₂so₄(1/2)O2 h₂so₄-Fe₂(SO₄)³H₂O水解反应 Fe₂(SO₄)³H2O-Fe₂(OH)N(SO₄)^3-N/2(N/2)h₂so₄

反应时间为：m[Fe₂(oh)n(SO₄)^3-n/2][Fe₂(oh)ⁿ(SO₄)^3-n/2]m。

该工艺应先对二氧化钛废渣进行精制，废渣中含有的二氧化钛被回收并返回二氧化钛生产线。将精制的硫酸亚铁7h2o制成溶液，先用空气催化，再用氯化钠和H₂O₂深度氧化，硫酸亚铁7h₂o合成聚合Fe₂(SO₄)³。本发明生产聚合硫酸铁的方法成本低，运行稳定。

工艺流程：

将精制后的硫酸亚铁溶液注入聚合釜中，然后通入蒸汽加热，再加入催化剂并通入空气进行氧化，继续通入蒸汽保持反应温度，然后用氯化钠和H₂O₂进行深度氧化，将硫酸亚铁7H₂O合成聚合的硫酸亚铁。反应完成后，去固化罐保温固化，然后去成品液聚合Fe₂(SO₄)³储罐销售。

具体流程图如下：