氮氧化物催化氧化法合成聚合硫酸鐵

    聚合硫酸鐵的合成方法：氮氧化物催化氧化法，也是制備聚合硫酸鐵的一種合成工藝，原料的多樣化決定了生產(chǎn)工藝的多樣性，華泉水處理詳細(xì)介紹氮氧化物催化氧化法合成聚合硫酸鐵的詳細(xì)過程。
    聚合硫酸鐵以硫酸亞鐵和硫酸為原料，以硝酸為氧化劑的合成法與以硫酸亞鐵、硫酸、氧氣為原料，硝酸為催化劑的合成法的反應(yīng)機(jī)理是完全不同的。前者是以液體硝酸為氧化劑的液液反應(yīng)。還原產(chǎn)物一氧化氮逸出溶液，不具備任何催化作用。這種方法的特點(diǎn)是硝酸用量大，亞鐵離子完全靠硝酸中的正五價氮氧化，屬于液液反應(yīng)。后者是以硝酸為催化劑，其特點(diǎn)是在硫酸、硫酸亞鐵和水的混合液中加入少量的硝酸（完全不夠氧化亞鐵離子的量），還原產(chǎn)物一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，二氧化氮再氧化亞鐵離子，如此不斷循環(huán)直至亞鐵離子完全氧化。這種方法屬于氣液反應(yīng)。   
    最近美國也有利用類似原理生產(chǎn)聚合硫酸鐵的專利。其生產(chǎn)過程是在70～150℃、一定的壓力及氮氧化物的催化下，用氧氣將亞鐵離子氧化成三價鐵離子。其工藝是將硫酸亞鐵和硫酸的混合液以噴射的方式注入反應(yīng)器，并保持反應(yīng)液占總體積的三分之一。在溶液的噴射過程中，它與氣相中的NO、NO2和O2反應(yīng)，最后生成聚合硫酸鐵。經(jīng)測定溶液中含有大量大分子絡(luò)合物。生成的聚合硫酸鐵中含有部分氮氧化物，將其送至脫氮器，并向脫氮器中充氧，生成的混合氣體再循環(huán)至反應(yīng)器用于生產(chǎn)。這種方法的原理與反應(yīng)塔法制備聚合硫酸鐵的原理相同。它們的區(qū)別在于前者是將液體噴射物化，而后者是利用填料的較大比表面積，加強(qiáng)氣體的吸收過程，提高反應(yīng)速度。由于聚合硫酸鐵原料硫酸亞鐵在生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中往往混入雜質(zhì)，因此對聚合硫酸鐵的生產(chǎn)設(shè)備提出了更高的要求，在采用反應(yīng)塔生產(chǎn)時原料可以不經(jīng)處理直接用于生產(chǎn)，完全能避免雜質(zhì)帶來的危害。另外利用反應(yīng)塔生產(chǎn)可以在較低的溫度和常壓下進(jìn)行，具有安全方便的特點(diǎn)。在催化氧化過程中氮氧化物消耗的量是很少的，尤其是在處理適當(dāng)時，氮氧化物可以循環(huán)使用，這樣既不會造成浪費(fèi)，也不會帶來污染問題。為了加快氣液反應(yīng)速度，也可以采用噴射的方法。例如中國專利CN2045381。     
    英國最近報(bào)道了利用硝酸和過氧化氫兩步法生產(chǎn)聚合硫酸鐵的方法，其過程是硫酸亞鐵、硝酸和硫酸在溶液中反應(yīng)，將硫酸亞鐵氧化成聚合硫酸鐵硫酸鐵，剩余未氧化的硫酸亞鐵再用過氧化氫氧化，這樣就可以制得不含亞鐵離子的聚合硫酸鐵。溶液的固體含量≤53%（質(zhì)量百分比），soi- /Fe2+一(2. 7～2. 9)/2（相當(dāng)于鹽基度為3%～10%）。這種方法簡便，快速，但是在我國硝酸和過氧化氫的成本較高，很難用于生產(chǎn)。    
    硫酸亞鐵也可以在二氧化錳的催化下進(jìn)行氧化，制得液體聚合硫酸鐵，由于這種催化法會將二價錳離子引入產(chǎn)品中，因此不能用于飲用水的混凝凈化。   
    綜上所述由于生產(chǎn)聚合硫酸鐵的原料多種多樣，各種工藝差別很大，我國目前對以硫酸亞鐵為原料的合成方法研究的比較多，工藝也比較成熟，而對以各種鐵礦石為原料的方法研究的相對較少，在這方面應(yīng)加強(qiáng)研究。
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