聚合硫酸铁制备方法
固体聚合硫酸铁的生产方法主要有两种：直接氧化法（一步法）和喷雾干燥法。直接氧化法其生产过程是，在氧化炉中加入硫酸亚铁，在高温下脱水氧化成碱式硫酸铁；再用硫酸混合反应，熟化后粉碎，制得固体聚合硫酸铁。该方法工艺简单，原料消耗少，但由于颗粒状硫酸亚铁很难完全氧化，Fe2+氧化率低，而且产品中不溶物多，不易满足国标要求。喷雾干燥法是将合格的液体产品用高速离心喷雾干燥机（或压力喷雾干燥机）脱水干燥，产品完全符合GB14591-93指标要求。喷雾干燥法与直接氧化法的区别在于，前者生产的产品全铁含量高，能达到23.5%，比后者的19%左右高出4.5个百分点，而且Fe2+已全部氧化，不溶物含量低，重金属含量低，能达到甚至超过国外产品的指标。
| （1）抑制Fe 2+ 水解 确定氧化Fe 2+ 所需H 2 O 2 的量 （2）将小片pH试纸放在点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒沾取少量待测液滴在试纸上，迅速与标准比色卡对照偏低 （3）温度过低，反应太慢；温度过高， H 2 O 2 分解加快，导致氧化剂用量增加。 （4）Fe 2 (SO 4 ) 3 + nH 2 O Fe 2 (OH) n (SO 4 ) 3-n/2 + (n/2) H 2 SO 4 （5）①加入最后一滴NaOH标准液，烧杯中液体颜色恰好为浅红色，且30s内不变色。 ②w= |
| 试题分析：本题是通过绿矾经过氧化、水解等步骤制备混凝剂聚合硫酸铁的流程。（1）绿矾易溶于水，加入硫酸的作用显然是抑制Fe 2+ 以及后面氧化生成的Fe 3+ 的水解；反应中Fe 2 + 要全被氧化，所以需确定其量来确定氧化剂H 2 O 2 的量；（2）溶液的pH偏小致使Fe 3+ 的水解受到抑制，聚合硫酸铁中OH - 量减少，SO 4 2- 量增多，铁的质量分数减少；（3）温度控制在一个范围或一个数值，需从两个方面解释，温度低，反应速率慢，温度高，会引起易分解的物质（H 2 O 2 ）分解；（4）流程的第四步是水解和聚合，水解是Fe 3+ 的部分水解得到聚合物的单体； （5）加入的盐酸与聚合硫酸铁中的OH - 反应， 反应的盐酸n(HCl)=cV 0 ×10 -3 - cV×10 -3 mol= n(OH - ) 聚合硫酸铁中铁的物质的量n(Fe)=mw 1 ÷56= mw 1 /56mol 盐基度=n(OH － )/3n(Fe)×100%= |
当然聚合硫酸铁盐基度也不是越高越好，基度对聚合硫酸铁的影响是直接而客观的，它是聚合硫酸铁的一个重要质量指标，它不仅影响聚合硫酸铁的基本特性，而且在制造和使用中都必须把它作为一项重要指标来考虑。盐基度并不是越高越好，不同废水的处理对聚合硫酸铁盐基度的要求也各不相同，在污浊度相同的原水中，投入的药剂也是相同的情况下，盐基度不同的聚合硫酸铁对原水产生的絮凝效果是不一样的。盐基度和聚合硫酸铁的相互做用是：盐基度越高的聚合硫酸铁，源水浊度越高，则絮凝效果越好。而且盐基度也影响聚合硫酸铁的外观颜色。所以在使用时一定要根据原水的客观情况决定使用何种盐基度的聚合硫酸铁，具体聚合硫酸铁的知识与使用至http://www.cl39.com/望采纳。
聚合硫酸铁絮凝剂制取方法：原料为硫酸亚铁、硫酸和催化剂。采用不同的催化剂可形成不同的制造工艺。工艺方法是将硫酸洗液浓缩，调整酸和亚铁比例，在密闭压力容器内，加入定量的亚硝酸钠，再通入氧气，在定温、定亚的搅拌下。
（1）抑制Fe2+水解；确定氧化Fe2+所需H2O2的量。
（2）将小片pH试纸放在点滴板（或表面皿）上，用玻璃棒沾取少量待测液滴在试纸上，迅速与标准比色卡对照，偏低。
（3）温度过低，反应太慢；温度过高，H2O2分解加快，导致氧化剂用量增加。
特点
1、新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂。
2、混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快。
3、净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠。
4、除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著。
5、适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小。
以上内容参考：百度百科-聚合硫酸铁
氧气法生产聚合硫酸铁的原理与双氧水等的生产原理相同，同样是与硫酸亚铁、硫酸发生氧化反应。制备时,将硫酸、硫酸亚铁和水按比例加入反应釜中,在常温或稍微高温度下,搅拌中加入氯酸钾。检验亚铁离子减少到规定浓度即可结束。该法生产工艺简单,设备投资少,产品稳定性好,反应效率高,无空气污染。产品中含有氯酸盐,可兼作混凝与杀菌剂。但制品中残留有较高的氯离子和氯酸根离子,不宜于饮用水处理。
生产工艺聚合硫酸铁根据用氧气氧化硫酸亚铁反应的特点，我们采用了耐腐蚀材料制成反应塔，利用混合液体在塔内流动时形成的巨大比表面积，加强气体的吸收，从而加快反应速度。利用反应塔进行生产既可以在常压，也可以在低压条件下进行，生产操作既安全又方便。
聚合硫酸铁 的生产过程如下：按比例将硫酸亚铁、硫酸和水加入溶解槽中，升温至65～80℃，一用耐腐蚀泵将溶液打人反应塔内，调节液体流量，使液体处于循环状态，同时向塔内加入氧气和催化剂，混合液即发生催化氧化聚合反应。聚合硫酸铁 反应过程中可以通过溶解槽夹套用蒸汽加热，并不断对反应液中的亚铁离子进行监测，待亚铁离子完全氧化后，反应结束，将液体聚合硫酸铁成品输送到成品池。在反应过程中杂质被过滤器滤掉，不会对设备带来磨损腐蚀问题。另外反应结束后，未反应的酸性气体进入反应塔，用于下批物料的生产，从而提高了聚合硫酸铁 原料的利用率，解决了污染问题，具体聚合硫酸铁的分类至http://www.cl39.com望采纳。
反应过程中主要是通过氧化，交联反应得到不同聚合度的PFS，反应过程就不一一描述了。
