液体聚合硫酸铁用硫酸亚铁生产的方法

聚合硫酸铁，又称羟基硫酸铁(PFS)，是一种高效、广谱的高分子无机絮凝剂，其分子式为：n小于2，m(聚合度)大于10，m=f(n)。商用聚离子有两种形式：液体和固体。液体聚合硫酸铁是一种均匀的红棕色粘稠液体，而固体聚合硫酸铁是一种淡黄色到深黄色的粉末或固体颗粒。液态聚离子相对密度1.45，凝固点13，20粘度1010-3pas(CP)，pH0.5-1.0，碱化度8-1.6，三价铁含量160g/L，二价铁含量 1 g/L，聚离子具有多核络合离子结构或多核羟基铁络合物，属于阳离子电荷密度高的无机高分子混凝剂。聚离子在水溶液中水解产生大量的[Fe2(OH)3]3、[Fe2(OH)2]4、[Fe8(OH)20]4等络合离子。能快速中和水中带负电的胶体颗粒，在中和或吸附的颗粒之间架桥，相互碰撞纠缠使颗粒增大沉降，具有降低COD和BOD、脱色除臭的作用。与硫酸铝和聚合氯化铝相比，它价格便宜，沉降速度快，不仅便宜，而且腐蚀性比氯化铁小。

液态聚合硫酸铁的制备方法主要有两种。

A.催化氧化法：将硫酸亚铁溶液与硫酸和催化剂(NaNO2、H2O2、MnO等)混合。)，直接用氧气氧化。由于催化剂的存在，硫酸亚铁在酸性条件下可以被氧化，其化学反应式如下：

硫酸亚铁二钠硫酸===硫酸亚铁二钠硫酸

硫酸亚铁一氧化氮===硫酸亚铁

2Fe(NO)SO4 0.5O  2 H2O===2Fe(OH)SO4 2NO

2NO  0.5O2===N2O3

2NO  O2===2NO2

2FeSO4 N2O3 H2O===2Fe(OH)SO4 2NO

硫酸亚铁二氧化氮H2O===硫酸亚铁

国内大多数工厂都采用这种方法，工艺简单，成本低廉。但由于气液反应，反应时间长，催化剂用量大，反应过程中产生的NO和NO2污染环境，需要进行处理。

B.直接氧化法：直接氧化法是用硫酸亚铁溶液直接氧化氧化剂KC1O3、H2O2、HNO3、HNSO4(亚硝酰硫酸)。其中H2O2法是将硫化亚铁与硫酸混合，加热至50，加入H2O2进行氧化反应，制得聚离子。然而，这种方法昂贵、难以保存且使用效率低。另一种方法是将硫酸亚铁溶液与H2O2反应制备氧化剂(A)，然后用氨水中和另一种硫酸亚铁溶液至pH8-9，生成深绿色母液(B)，然后将溶液A和B2按一定比例在室温下混合反应1.5h，得到红棕色聚离子溶液。

由于KC  103在酸性条件下是强氧化剂，将硫酸亚铁和硫酸混合，加热至40-50，加入KC  103氧化制得聚离子。但是这种方法的产物混合了Cl-自由基和残留的KC  103，在某些领域不能使用，而且KC  103也很贵。

硝酸法是将硫酸亚铁、硫酸和硝酸按一定比例混合，在50-70和0.1-0.2兆帕下通入空气氧化，然后在102-103下完成水解聚合。该方法反应时间短(2h)，产物浓度高，但压力生产和设备投资高，还存在NO2和NO的污染问题。