聚合硫酸铁生产工艺
双氧水氧化法：
双氧水(H2O2)在酸性环境中是一种强氧化剂,可以将亚铁氧化成三价铁从而制得聚合硫酸铁:
2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O
制备过程中,按照生产量和所需要的盐基度,在反应釜中加入硫酸亚铁、水和硫酸混合,当温度升高到30~45℃时,在搅拌过程中,通过加料管在釜底缓慢加入H2O2。H2O2很快将亚铁氧化成三价铁,取样分析待亚铁浓度降至规定浓度时,停止反应。
利用本法生产聚合硫酸铁,具有设备简单、生产周期短、反应不用催化剂、产品不含杂质、稳定性高等特点。但反应过程中, 有H2O2在分解时形成O2气放出在无催化剂时,起不到氧化作用。要减少O2的产生,需要控制H2O2的投加速度制备工艺为间歇式操作,影响生产效率。H2O2成本比较高,它增加了聚合硫酸铁的生产成本,不利于工业化生产。
聚合硫酸铁的作用
混凝处理过程中，PFS提供多种组分的核羟基络合物时，各组分就开始对矿浆中的微粒或者是对水中的胶体颗粒起多种混凝作用。那些相对分子质量较小的高价络离子被原水中的负电性胶粒和悬浮物吸引进入紧密层，起了压缩胶粒的双电层、降低ζ电位的作用，使胶粒迅速脱稳聚沉。无机高分子凝结剂的相对分子质量增大，伸展度增大触点增多，粒间的吸附作用增大。在溶液中PFS提供大量的大分子络合物及疏水性氢氧化物聚合体，具有较好的吸附作用。但PFS在溶液中多种核羟基络合物不同于有机高分子絮凝剂，这些高分子物的相对分子质量远小于有机絮凝剂的相对分子质量。其分子的大小与结构特点，使这些络离子在混凝中具有较强的吸附中和作用，因此PFS溶液中的高价大分子络离子在混凝中的主要贡献是吸附中和胶粒的电荷和兼有粒间团聚作用。PFS絮团的表面积大、表面能高，结构紧凑致密有一定的强度，在沉降过程中对胶体颗粒的吸附量大，具有吸附共沉淀作用且容易发生卷扫沉积现象，沉淀物容积小且沉降速度快，大大提高了PFS的混凝效果。