聚合硫酸铁的合成方法

聚合硫酸铁的合成方法
    6FeSO4 + KClO3 + 3 (1 - n/ 2) H2SO4       3Fe2 (OH) n (SO4) 3 - n/ 2 + 3 (1 - n) H2O + KCl (5)
    将氯酸盐或过氯酸盐以固体的形式加入硫酸亚铁含量为45 %～80 %(质量分数) 的悬浮液中,调节好硫酸的浓度,就可以直接氧化生产液体聚合硫酸铁〔见反应式(5) 〕。具体合成方法是:结晶硫酸亚铁(FeSO4·7H2O) 600份与150份水、105份浓硫酸混合,然后加入80份氯酸钠。反应完毕可以得到含Fe ( Ⅲ) 200g/L ,氯酸盐50g/L的产品〔见反应式(5) 〕。此溶液是一种有效的混凝剂和杀菌剂,处理
水时如以10 g Fe ( Ⅲ) 的剂量投加,净化后每m3水中含2. 5 g 氯酸盐,这一含量对于杀菌是足够的。这种方法将铁盐和杀菌剂的生产进行了复合,使产品能起到混凝和杀菌的双重作用,但此方法生产的
产品的盐基度为零。这种方法在我国应用也很广泛,不同的是我们生产时,聚合硫酸铁中不含有氯酸盐,并且要有一定的盐基度〔2〕。有的专利强调生产高浓度的液体产品,实际上在生产过程中调解水的
含量,就可以生产不同浓度或密度的产品。利用氯酸盐生产聚合硫酸铁氧化速度快、操作安全、与氮氧化物催化法相比成本较高,平均每t 成本高出100元。由于国内目前已经成功解决了氧气氧化硫酸亚
铁的速度问题,氯酸盐氧化法有可能会逐步被氧气法取代。但是作为一种应急生产聚合硫酸铁的方法,它仍然是一种比较理想的工艺。
    在国内研究聚合硫酸铁的初期有些企业使用过氧化氢氧化硫酸亚铁,虽然过氧化氢的氧化速度非常快,反应可在常压下进行,反应速度超过氯酸盐法。鉴于成本的原因,现在过氧化氢同样很少使用〔见反应式(6) 〕。但如聚合硫酸铁中的亚铁离子稍微超标时,过氧化氢可以用来氧化残余的亚铁离子。
    2FeSO4 + H2O2 + (1 - n/ 2) H2SO4　　　　 Fe2 (OH) n (SO4) 3 - n/ 2 + (2 - n) H2O (6)
    硫酸亚铁溶液也可以在高温下直接用空气氧化。具体方法是硫酸与硫酸亚铁的悬浮液混合,在120～180℃和0.3～2.5MPa 条件下用空气氧化1～8h。反应完毕除去沉淀物即可得到液体硫酸铁。将上述工艺进行改进申请了无废料法生产黄铁钾矾和硫酸铁的专利。生产过程是在酸性介质中100～180℃和1.1～2.5MPa条件下,用空气中的氧氧化硫酸亚铁或硫酸亚铁与硫酸铁的混合液,亚铁离子的质量浓度为100～280 g/ L ,三价铁离子的质量浓度为1～100g/L,反应时间为1～35h。反应结束,过滤可得到固体黄钾铁矾和针铁矿,它们可以用于生产颜料, 滤液即为聚合硫酸铁。