聚合硫酸鐵是一種性能優(yōu)越的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，形態(tài)性狀是淡黃色無(wú)定型粉狀固體，極易溶于水，10%（質(zhì)量）的水溶液為紅棕色透明溶液，吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛應(yīng)用于飲用水、工業(yè)用水、各種工業(yè)廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理。

性能指標(biāo)：

符合中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《凈水劑聚合硫酸鐵》（GB14591-2006）

應(yīng)用特點(diǎn)：

新型、優(yōu)質(zhì)、高效鐵鹽類無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，主要用于凈水效果優(yōu)良，水質(zhì)好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質(zhì)，亦無(wú)鐵離子的水向轉(zhuǎn)移，無(wú)毒，無(wú)害，安全可靠, 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著等。也用于工業(yè)廢水處理，如印染廢水等，在鑄造、造紙、醫(yī)藥、制革等方面也有廣泛應(yīng)用。

聚合硫酸鐵與其他無(wú)機(jī)絮凝劑相比具有以下特點(diǎn)：

1. 新型、優(yōu)質(zhì)、高效鐵鹽類無(wú)機(jī)高分子絮凝劑；

2. 混凝性能優(yōu)良，礬花密實(shí)，沉降速度快；

3. 凈水效果優(yōu)良，水質(zhì)好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質(zhì)，亦無(wú)鐵離子的水相轉(zhuǎn)移，無(wú)毒，

無(wú)害，安全可靠；

4. 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著；

5. 適應(yīng)水體PH值范圍寬為4-11，最佳PH值范圍為6-9，凈化后原水的PH值與總堿度變化幅度小，

對(duì)處理設(shè)備腐蝕性小；

6. 對(duì)微污染、含藻類、低溫低濁原水凈化處理效果顯著，對(duì)高濁度原水凈化效果尤佳；

7. 投藥量少，成本低廉，處理費(fèi)用可節(jié)省20%-50%。

聚合硫酸鐵應(yīng)用：

聚合硫酸鐵在稀土工業(yè)廢水處理時(shí)：例如,裝置使廢水的微小固體顆粒和高濃度的離子膜的表面和始終保持一定距離,大大減少有害物質(zhì)和膜表面有機(jī)會(huì)避免在膜表面污染,聚合硫酸鐵改善水的循環(huán)過(guò)度;這個(gè)過(guò)程不僅將稀土的提取工藝廢水高濃度的分離與富集氯化銨,稀土行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)后廢水的回收,并通過(guò)電解過(guò)程和太陽(yáng)能為一個(gè)成功的鹽酸和氨水反應(yīng)堆的復(fù)蘇、聚合硫酸鐵減少稀土產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)原材料的回收,也要經(jīng)過(guò)的燃料電池使用將能量回收補(bǔ)充說(shuō),處理大量的浪費(fèi)水的成本為40元,為1600噸/天,包含100g/L的氯化銨來(lái)計(jì)算,通過(guò)這個(gè)過(guò)程,一代的鹽酸和氨的水可以實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)11萬(wàn)元，這不僅對(duì)該國(guó)的污水處理和處置還原、穩(wěn)定和無(wú)害的目標(biāo);嚴(yán)格控制的稀土工業(yè)廢水中的重金屬和有毒、聚合硫酸鐵有害物質(zhì)含量;在安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的前提下,利用廢水、聚合硫酸鐵廢氣的能量和資源,實(shí)現(xiàn)廢水、廢氣治理和綜合利用、節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目的。

聚合硫酸鐵使用電介質(zhì)電泳技術(shù)和滲透膜分離技術(shù)相結(jié)合的方法對(duì)污水回用處理,實(shí)現(xiàn)廢水處理技術(shù)創(chuàng)新和科技進(jìn)步,充分發(fā)揮設(shè)備的投資和運(yùn)營(yíng)效率,適合中國(guó)的國(guó)情,符合特征內(nèi)蒙古自治區(qū)的廢水處理新技術(shù)、聚合硫酸鐵新技術(shù)和新設(shè)備。若新技術(shù)被廣泛應(yīng)用,將提高礦山企業(yè)在該地區(qū)的工業(yè)廢水的處理和處置水平,聚合硫酸鐵進(jìn)一步保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境,在該地區(qū)促進(jìn)我們的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

聚合硫酸鐵處理含油廢水中的特點(diǎn)：

絮凝技術(shù)由于其適應(yīng)性強(qiáng)、可去除乳化油和溶解油以及部分難以生化降解的復(fù)雜高分子有機(jī)物的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于含油廢水的處理。常用的絮凝劑主要有無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑和復(fù)合絮凝劑三大類。

無(wú)機(jī)高分子絮凝劑中聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等較低分子量無(wú)機(jī)絮凝劑處理效果好，價(jià)格低且用量少，效率高而被廣泛應(yīng)用。

工業(yè)廢水處理：

1、印染廢水處理，替代傳統(tǒng)低分子鐵鹽和鋁鹽的混凝劑，相對(duì)傳統(tǒng)混凝劑用量大、混凝效率低、有鋁離子等殘留易造成二次污染的特點(diǎn)，聚合硫酸鐵的投加量在150ppm左右，其用量小，對(duì)COD和色度的去除率高，最佳ph值條件為：8.0。

2、電鍍污水處理，可做混凝劑和破絡(luò)劑。絡(luò)合物主要是銅—氨絡(luò)合物，其性質(zhì)穩(wěn)定，pH=11，難以與堿、聚鋁等混凝劑直接發(fā)生沉淀反應(yīng)。還可以用作中水回用。

3、造紙廢水處理，替代聚合氯化鋁、硫酸鋁等，用作混凝劑，還可以用作造紙污泥脫水，在造紙廢水處理白水回收工序中不可以用聚合硫酸鐵（含強(qiáng)陽(yáng)離子的聚合物），只能用聚合氯化鋁。

制備方法：

聚合硫酸鐵的制備主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多數(shù)PFS的制備采用直接氧化法，此法工藝路線較簡(jiǎn)單，用于工業(yè)生產(chǎn)可以減少設(shè)備投資和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低設(shè)備成本，但這種生產(chǎn)工藝必須依賴于氧化劑，如：H2O2、KClO3、HNO3等無(wú)機(jī)氧化劑。催化氧化法一般是選用一種催化劑，利用氧氣或空氣氧化制備聚合硫酸鐵。以下是制備聚合硫酸鐵的具體操作方法：

雙氧水氧化法：

雙氧水(H2O2)在酸性環(huán)境中是一種強(qiáng)氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價(jià)鐵從而制得聚合硫酸鐵:

2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O

制備過(guò)程中,按照生產(chǎn)量和所需要的鹽基度,在反應(yīng)釜中加入硫酸亞鐵、水和硫酸混合,當(dāng)溫度升高到30~45℃時(shí),在攪拌過(guò)程中,通過(guò)加料管在釜底緩慢加入H2O2。H2O2很快將亞鐵氧化成三價(jià)鐵,取樣分析待亞鐵濃度降至規(guī)定濃度時(shí),停止反應(yīng)。

利用本法生產(chǎn)聚合硫酸鐵,具有設(shè)備簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、反應(yīng)不用催化劑、產(chǎn)品不含雜質(zhì)、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。但反應(yīng)過(guò)程中, 有H2O2在分解時(shí)形成O2氣放出在無(wú)催化劑時(shí),起不到氧化作用。要減少O2的產(chǎn)生,需要控制H2O2的投加速度制備工藝為間歇式操作,影響生產(chǎn)效率。H2O2成本比較高,它增加了聚合硫酸鐵的生產(chǎn)成本,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

氯酸鉀(鈉)氧化法：

氯酸鉀是廣泛應(yīng)用于炸藥和火柴工業(yè)的強(qiáng)氧化劑,同樣可以將亞鐵氧化成三價(jià)鐵:

6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+ 3(1-n)H2O + KCl

制備時(shí),將硫酸、硫酸亞鐵和水按比例加入反應(yīng)釜中,在常溫或稍微高溫度下,攪拌中加入氯酸鉀。檢驗(yàn)亞鐵離子減少到規(guī)定濃度即可結(jié)束。

該法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備投資少,產(chǎn)品穩(wěn)定性好,反應(yīng)效率高,無(wú)空氣污染。產(chǎn)品中含有氯酸鹽,可兼作混凝與殺菌劑。但制品中殘留有較高的氯離子和氯酸根離子,不宜于飲用水處理。同時(shí),由于氯酸鉀價(jià)格昂貴,產(chǎn)品成本高。

次氯酸鈉氧化法：

次氯酸鈉屬于堿性氧化劑,其氧化還原電位較高,理論上能將亞鐵氧化成三價(jià)鐵:

2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4+ 2H2O + Cl2

生產(chǎn)的氯氣仍為氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價(jià)鐵。但氯氣會(huì)有少量以氣體形式逸出而浪費(fèi)掉,不能充分利用。同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染,曾加后處理工序。次氯酸鈉是堿性氧化劑,制備聚合硫酸鐵時(shí),為了降低pH值, H2SO4的用量較高。用該法制備的聚合硫酸鐵穩(wěn)定性差,不宜長(zhǎng)期保存。

硝酸氧化法：

硝酸為中強(qiáng)氧化劑,與亞鐵反應(yīng)如下:

FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2

反應(yīng)生成的NO2又可以起到氧化作用,因而HNO3的氧化效率高。

該法是以工業(yè)硫酸亞鐵為原料,采用工業(yè)硫酸氧化后以工業(yè)濃硝酸氧化。FeSO4:HNO3為1:(0.20~0.30):(0.10~0.32),加入水量小于以上三者總量的20%,于0.1~0.2MPa下，攪拌中通入充足的空氣或氧氣,于50~70℃氧化,102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以內(nèi)。

用HNO3氧化時(shí),成本比較低,反應(yīng)周期短。所得產(chǎn)品濃度高,易于制成固體產(chǎn)品。若選用工業(yè)一級(jí)品原料,所得產(chǎn)品可用于飲用水處理。但反應(yīng)中生成的NO2,會(huì)造成環(huán)境污染,需增加專門吸收裝置予以處理。

綜上所述,直接氧化法雖然工藝簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,但存在氧化劑用量大,成本高,氧化劑引入的離子需分離出去,反應(yīng)中產(chǎn)生的有害氣體需專門設(shè)備吸收處理等問題,因而難于在工業(yè)化生產(chǎn)中普及和應(yīng)用。但實(shí)驗(yàn)研究中需要少量的聚合硫酸鐵時(shí)采用此類方法制備簡(jiǎn)單易行。

催化氧化法:

聚合硫酸鐵在工業(yè)生產(chǎn)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(zhì)中被氧化成三價(jià)鐵離子。然后用氫氧化鈉中和,調(diào)整堿化度進(jìn)行水解,聚合反應(yīng)制得聚合硫酸鐵。

合成方法：

聚合硫酸鋁液體，將稀硫酸濃度約3%加入到硫酸亞鐵中，再加入亞硝酸鈉與磷酸亞鐵之比約3：100，通入空氣或者氧氣進(jìn)行氧化，經(jīng)水解，聚合反應(yīng)制得聚合硫酸鐵。

聚合硫酸鐵固體產(chǎn)品的制造方法：

1、利用液體亞鐵為原料，制勝空氣作氧化劑，經(jīng)過(guò)低溫脫水、粉碎、高溫氧化、欣欣然冷卻、調(diào)聚、固化、陳化、粉碎到成品完成。