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工藝的多樣性，華泉水處理詳細介紹氮氧化物催化氧化法合成聚合硫酸鐵的詳細過程。
    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機理是完全不同的。前者是以液體硝酸為氧化劑的液液反應。還原產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。后者是以硝酸為催化劑，其特點是在硫酸、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），還原產物一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，二氧化氮再氧化亞鐵離子，如此不斷循環直至亞鐵離子完全氧化。這種方法屬于氣液反應。   
    最近美國也有利用類似原理生產聚合硫酸鐵的專利。其生產過程是在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器，并保持反應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，最后生成聚合硫酸鐵。經測定溶液中含有大量大分子絡合物。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至反應器用于生產。這種方法的原理與反應塔法制備聚合硫酸鐵的原理相同。它們的區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，加強氣體的吸收過程，提高反應速度。由于聚合硫酸鐵原料硫酸亞鐵在生產和運輸過程中往往混入雜質，因此對聚合硫酸鐵的生產設備提出了更高的要求，在采用反應塔生產時原料可以不經處理直接用于生產，完全能避免雜質帶來的危害。另外利用反應塔生產可以在較低的溫度和常壓下進行，具有安全方便的特點。在催化氧化過程中氮氧化物消耗的量是很少的，尤其是在處理適當時，氮氧化物可以循環使用，這樣既不會造成浪費，也不會帶來污染問題。為了加快氣液反應速度，也可以采用噴射的方法。例如中國專利CN2045381。     
    英國最近報道了利用硝酸和過氧化氫兩步法生產聚合硫酸鐵的方法，其過程是硫酸亞鐵、硝酸和硫酸在溶液中反應，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%（質量百分比），soi- /Fe2+一(2. 7～2. 9)/2（相當于鹽基度為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。    
    硫酸亞鐵也可以在二氧化錳的催化下進行氧化，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品中，因此不能用于飲用水的混凝凈化。   
    綜上所述由于生產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，在這方面應加強研究。
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