白山復合聚合硫酸鐵
(8)一步合成法:一步合成法是將雙氧水、氯酸鉀等氧化劑溶于堿性或中性含鉀化合物中制成氧化劑溶液;在沸點溫度下控制pH值,加熱攪拌FeSO4懸浮液, 制成一定濃度的FeSO4溶液;將制備的氧化劑溶液加入到FeSO4溶液中,可制得粒徑0.2～0.7nm的固體PFS[13]。
1.3 研究開發意義
聚合硫酸鐵在水中能產生高效聚合鐵絡離子,與類似的其它凈水劑相比,用量少、成本低、效果好。目前已廣泛用于原水凈化,污水處理,油水分離,廢銀回收,以及醫藥、制革、制糖、 釀酒等行業的廢水凈化處理,聚鐵生產方法有磁鐵礦法、硫酸亞鐵法、廢鐵屑法、鋼鐵廠廢酸法、硫酸廠硫鐵礦渣法等[14]。南京油脂化工廠、武鋼供水廠、成都化工三廠、鞍鋼給排水公司、山東滕州凈水劑廠等是主生產廠。近年國內對聚鐵的研究開發取得很大進展 ,用硫鐵礦渣為原料,用常壓低溫焙燒工藝制聚鐵已成功;用鈦白粉廠副產硫酸亞鐵一步法制固體聚鐵產品的新技術,是國家建設部、環保總局的重點科技推廣成果。聚鐵有強大市場競爭力,開發應用前景廣闊
（5）催化氧化法:聚合硫酸鐵在工業生產中多采用催化氧化法。即以硫酸亞鐵及硫酸為原料,借助催化劑(NaNO2)的作用,利用氧化劑使硫酸亞鐵在酸性介質中被氧
化成三價鐵離子。然后用氫氧化鈉中和,調整堿化度進行水解,聚合反應制得聚合硫酸鐵。其制備原理如下:
（1）催化氧化反應(慢反應):
2FeSO4 + (1/2)O2 + H2SO4—→ Fe2(SO4) 3 + H2O
（2）水解反應(快反應):
Fe2(SO4) 3+ H2O —→ Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 + (n/2) H2SO4
（3）聚合反應(快反應):
m[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2] —→[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 ] m
其中:n?2,m?f(n)
2NO + O2 —→ 2NO2
2 FeSO4 + H2SO4 + NO2 —→ Fe2 (SO4 ) 3 + NO + H2O
Fe2(SO4) 3+ nNaOH —→ Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 + (n/2) Na2SO4
m[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2] —→[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 ] m
副反應:
2NO2 + HO2 —→ HNO2 + NO
此法簡單易行,但尚有不足之處。催化劑NaNO2是致癌物質,且生產過程中投加量大,產品中的亞硝酸根離子易超標,限制了其在飲用水處理中的應用;氮的氧化物排出,污染環境,后處理工序復雜;反應速率慢,要適應大規模工業化生產，需采用改進措施。為解決上述不足,不少研究者提出了許多有意義的改進方法，如加溫加壓,改善生產工藝,添加助催化劑，配以強力攪拌,尋找更為有效且無毒的催化劑等。采用催化法生產聚合硫酸鐵,雖然已進入了工業化的階段，但在改進工藝和設備,縮短反映時間,提高生產效率，降低生產成本和能耗等方面，仍有待科研工作者去進一步研究解決。
