聚合硫酸铁的快速生产方法.pdf

本发明涉及金属化合物的制备，是生产无机高分子净水剂-聚合硫酸铁的一种新方法。
    现有生产聚合硫酸铁的技术〔日本、昭51-17516〕系用FeSO4·7H2O为原料，以NaNO2为催化剂，用空气进行17小时的氧化而制得聚合硫酸铁溶液，由于使用NaNO2作催化剂，用量较大，致使产生含有相同当量的硫酸钠（Na2SO4），产品不纯净，生产过程中不但氧化太慢，生产周期太长，而且在氧化过程中排出大量的NO2气体，造成空气污染。

    近年来我国有关单位（CN 86100483）利用工业硫酸酸洗废液为原料制备硫酸亚铁溶液，调整硫酸与硫酸亚铁摩尔比为0.31-0.50，以重量百分比为0.4-1.0%的亚硝酸钠为催化剂，在密闭容器内，在55℃-90℃温度下，采用压力为1.5-3.0kg/cm2的氧气氧化1.5-2小时而生产聚合硫酸铁。由于利用硫酸酸洗废液配制硫酸亚铁溶液及采用亚硝酸钠，因此，所得产品不纯净，除含有Na2SO4外尚含有废硫酸带来的不纯物质，生产过程必须使用较大压力的纯氧吹入，给生产带来不便，反应时间较长，加热时间也较长，几乎无法利用反应热，因此耗能较大，不仅如此，由于使用NaNO2，对过程中所产生的气体又没有进行净化，造成对空气的污染。如果生产的聚合硫酸铁用于治理污水，但同时又把空气污染了，其总的社会效益是不令人满意的。以上两种方法均需要生产设备，因此投资较大。

    本发明的目的在于提供一种简便易行，快速生产聚合硫酸铁的新方法，解决国内外现有生产方法中所存在的问题，得到更为纯净稳定的聚合硫酸铁，缩短生产周期，提高生产效率，减少能耗，消除生产中对空气造成的污染。

    本发明以硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）和工业硫酸为原料，以H2O2为氧化剂，FeSO4·7H2O、H2SO4、H2O2的摩尔之比为1∶ 1/2 ∶ 1/2 ＜nH2O2＜ 3/5 。为充分利用溶解热和反应热使溶解、氧化、水解和聚合四过程能在较好动力学条件下进行，先将硫酸亚铁放入反应缸，加入所采用三原料重量的30%～32%地水，然后加入所需的硫酸，使之借硫酸在水中的溶解热继续溶解硫酸亚铁，搅拌均匀后即将装有氧化剂的喷洒器的喷嘴插入反应缸底部喷洒氧化剂，由于氧化反应的反应热甚大，反应又十分快，因此，不需外部加热就能使反应温度迅速升至80-90℃左右，从而加速反应过程，达到聚合条件，整个过程靠喷洒氧化剂进行自然搅拌。

    采用本发明具有下列优点：

    1.原料配比合理，所得产品纯净，质量稳定，Fe++的氧化率达100%，可用于生活水源水的净化和污水的治理。

    2.利用喷洒氧化剂进行自然搅拌，不需耗电，利用反应热提高温度，也不需耗热能，故在没有任何能源条件下，随时随地都可进行生产。

    3.生产所用设备简单，只需一口反应缸和一个农用喷洒器，且工艺简便，生产周期短，效率高，当氧化剂添加完毕，反应也即完成，生产一吨聚合硫酸铁添加氧化剂所需时间大约在15分钟左右，是国内（CN86100483）反应时间的 1/6 ～ 1/8 ，国外（日本昭51-17516）反应时间的1.5%。

    4.生产过程中没有有害气体发生，因此对环境没有任何污染，即无废气又无废水。

    结合实施例具体说明工艺过程：

    取547.24克FeSO4·7H2O倒入反应器中，然后放入220克水，再加入100克H2SO4（96%），摇匀后，将装在喷洒器中120克H2O2（30%）通过喷嘴插入反应器底部进行喷洒，反应完成后，可得深褐色的聚合硫酸铁溶液，含Ee+++量为165克/升或110克/kg。