混凝剂聚合硫酸铁的制备
聚合硫酸铁的制备及性能测定
聚合硫酸铁的制备及性能测定刘世宏张融涂杨贺佳萌(中南大学化学化工学院湖南长沙410083)摘要：本实验以硫酸亚铁、硫酸、双氧水为原料, 采用直接氧化法在常温常压下制备了聚合硫酸铁, 并用不同用量的聚合硫酸铁进行了去浊率实验. 结果表明, 在200mL高浊度水样中加入1:100稀释后的的聚合硫酸铁10mL时去浊效果最佳, 去浊率为96.2%.关键词：聚合硫酸铁; 硫酸亚铁; 双氧水; 去浊率1 引言聚合硫酸铁(Poly Ferric Sulfate简称PFS)是70年代国外开发的一种铁系无机高分子混凝剂, 与硫酸亚铁、三氯化铁、硫酸铝以及碱式氯化铝等相比[1], 它有许多明显的优点. 如净水过程中生成矾花大、强度高、沉降快, 在污水处理时对某些重金属离子及COD、色度、恶臭等均有显著的去除效果. 因此, 被广泛地应用于给排水工业和废水处理等行业[2].生产聚合硫酸铁的原料来源很多, 如硫酸亚铁、钢铁酸洗废液、铁屑和铁矿石等[3]. 其中以硫酸亚铁为原料的生产工艺简单, 条件温和, 成品杂质少, 品质较高. 硫酸亚铁为原料生产聚合硫酸铁的方法可分为直接氧化法和催化氧化法两大类[4]. 直接氧化法是直接通过强氧化剂(如NaClO, KClO3和H2O2等)将亚铁离子氧化为铁离子, 经水解和聚合获得聚合硫酸铁；催化氧化法是在催化剂(如NaNO2和HNO3等)的作用下, 利用空气或氧气将亚铁离子氧化为铁离子, 经水解和聚合获得聚合硫酸铁. 催化氧化法一般以空气为氧化剂, 生产成本相对较低, 在实际生产中应用较广, 但工艺流程复杂, 对设备要求较高, 投资较大[5,6].本研究以硫酸亚铁为原料, 在常温常压下用双氧水直接氧化法合成聚合硫酸铁, 并对其性能进行了测定.2 实验部分2.1 仪器与试剂电子天平(MP3002, 上海舜宇恒平科学仪器有限公司); 可见分光光度计(722型, 上海恒平科学仪器有限公司); 恒温加热磁力搅拌器(78HW-1, 杭州仪表电机有限公司).硫酸亚铁(FeSO4, AR); 硫酸(H2SO4, AR); 双氧水(H2O2, AR).2.2 聚合硫酸铁的制备称取11.00g磨细后的硫酸亚铁, 加入250mL锥形瓶中, 加水25mL, 浓硫酸0.64mL. 开启搅拌器, 用滴管缓慢加入H2O2 2.7ml. H2O2加完后, 过滤, 静置, 冷却, 即得聚合硫酸铁成品溶液.2.3 去浊率的测定取1mL制得的聚合硫酸铁, 按1:100的体积比稀释. 取200mL高浊度原水样9份, 分别向其中加入1.00, 3.00, 6.00, 7.00, 9.00,mL稀释后的聚合硫酸铁. 剧烈搅拌3min, 慢速搅拌10min, 静置. 取其中未加聚合硫酸铁的水样于1cm比色皿中, 以水为参比, 按可见光互补原理,寻找其最大吸收波长. 剩余水样分别取上层清液(液面以下2~3cm处), 于最大吸收波长下依次测定吸光度, 找出去浊效果最好时聚合硫酸铁的加入量.3 结果与讨论3.1 最大吸收波长的选择由于显色产物几乎无色(静置前为黄色). 用722型分光光度计在此波长范围内进行波长选择, 其结果见图1. 由图可知λmax=385nm, 故选定385nm作为测定波长.图一吸收曲线3.2 聚合硫酸铁用量对去浊效果的影响加入一定量的聚合硫酸铁絮凝剂对于浑浊度较高的原水样的净化有明显效果. 浑浊水样经凝聚, 絮凝和沉降后, 上层为澄清液体, 下层为沉淀物. 分别测定不同聚合硫酸铁加入量的浑浊水样吸光度(图2). 由去浊率=(原浊度—反应后浊度)/原浊度, 可得聚合硫酸铁加入量对去浊率的影响.图二聚合硫酸铁加入量与吸光度的关系由图2, 随着聚合硫酸铁絮凝剂加入量增加, 水样吸光度呈现先下降后上升的趋势.在进行去浊率计算时发现本组数据出现严重失误，原液的吸光度比加入聚合硫酸铁的吸光度还要小，这与实验本身的要求出现了严重的偏差，但是实验过程中没有注意到这一点，只是看到加入聚合硫酸铁后吸光度呈现先变小后变大的趋势，就错误的以为得到的实验数据是对的。
无机混凝剂聚合硫酸铁的制备工艺
无机混凝剂聚合硫酸铁的制备工艺一、引言无机混凝剂聚合硫酸铁是一种常用的水处理剂，具有较好的絮凝效果和低成本优势。
本文将介绍一种常见的制备工艺，以便水处理行业的从业人员了解其制备过程和原理。
二、原料准备制备无机混凝剂聚合硫酸铁的主要原料是硫酸铁、硫酸氢铁和一定比例的助剂。
硫酸铁是一种无色结晶，易溶于水，是制备聚合硫酸铁的关键原料。
硫酸氢铁是一种红色结晶，也是制备聚合硫酸铁的重要原料之一。
助剂的种类和比例会根据具体需求进行调整。
三、制备工艺步骤1. 将一定量的硫酸铁溶解于适量的水中，搅拌均匀，得到硫酸铁溶液。
2. 将一定量的硫酸氢铁溶解于适量的水中，搅拌均匀，得到硫酸氢铁溶液。
3. 将硫酸铁溶液和硫酸氢铁溶液按照一定比例混合，继续搅拌，使两者充分反应。
4. 在混合溶液中逐渐加入助剂，继续搅拌，使助剂与溶液充分混合。
5. 混合溶液经过一定的反应时间后，可以得到无机混凝剂聚合硫酸铁。
四、工艺优化为了获得高质量的无机混凝剂聚合硫酸铁，可以对制备工艺进行优化。
以下是一些常见的工艺优化措施：1. 控制反应温度：适当调整反应温度可以提高反应速率和产物质量。
2. 精确控制原料比例：确保硫酸铁和硫酸氢铁的比例合理，以获得所需的产品性能。
3. 优化助剂配方：通过试验和实践，选择合适的助剂种类和比例，以提高产品的絮凝效果和稳定性。
4. 优化搅拌条件：合理的搅拌条件可以提高反应速率和混合效果，进而提高产品质量。
五、应用范围无机混凝剂聚合硫酸铁广泛应用于水处理行业，可以用于污水处理、工业废水处理、饮用水净化等领域。
它可以有效地去除水中的悬浮物、胶体物质和重金属离子等，提高水质的稳定性和可用性。
六、总结无机混凝剂聚合硫酸铁是一种重要的水处理剂，本文介绍了一种常见的制备工艺。
通过合理选择原料、优化工艺参数和控制质量，可以获得高质量的产品。
希望本文对于水处理行业的从业人员有所帮助，提高他们对无机混凝剂聚合硫酸铁制备工艺的理解和应用水平。
简述聚合硫酸铁的制备原理
简述聚合硫酸铁的制备原理聚合硫酸铁是一种重要的化学原料，广泛应用于电池、染料、催化剂等领域。
它的制备原理主要包括硫酸铁的制备和聚合反应两个步骤。
首先是硫酸铁的制备。
硫酸铁是聚合硫酸铁的前体，在制备过程中必不可少。
硫酸铁的制备一般采用硫酸和铁粉或铁片反应得到。
具体步骤如下：1. 准备所需原料。
将硫酸和铁粉或铁片分别准备好。
2. 将铁粉或铁片加入反应容器中。
为了提高反应速度，可以将铁粉或铁片研磨成细粉。
3. 慢慢加入硫酸。
将硫酸缓慢地滴加到反应容器中，并同时进行搅拌，以保证反应均匀进行。
4. 控制反应温度。
在反应过程中，需要控制反应温度，一般在50-60摄氏度之间。
5. 反应结束。
反应结束后，得到的产物就是硫酸铁。
可以通过过滤或离心等方法将产物分离出来。
接下来是聚合反应。
聚合硫酸铁的制备是通过将硫酸铁进行聚合反应得到的。
具体步骤如下：1. 准备所需原料。
将制得的硫酸铁和过氧化氢准备好。
2. 慢慢加入过氧化氢。
将硫酸铁溶液慢慢滴加到过氧化氢溶液中，并同时进行搅拌，以保证反应均匀进行。
3. 控制反应温度。
在反应过程中，需要控制反应温度，一般在室温下进行。
4. 反应结束。
反应结束后，得到的产物就是聚合硫酸铁。
可以通过过滤或离心等方法将产物分离出来。
聚合硫酸铁的制备原理比较简单，但需要注意的是在制备过程中要严格控制反应条件，以保证产物的质量和纯度。
此外，还要注意反应过程中的安全措施，避免发生意外事故。
总结起来，聚合硫酸铁的制备原理主要包括硫酸铁的制备和聚合反应两个步骤。
硫酸铁的制备是通过硫酸和铁粉或铁片反应得到，而聚合反应是将硫酸铁进行聚合得到。
在制备过程中需要控制反应条件，并注意安全措施，以保证产物的质量和纯度。
聚合硫酸铁作为一种重要的化学原料，具有广泛的应用前景。
聚合硫酸铁生产工艺
聚合硫酸铁生产工艺聚合硫酸铁是一种重要的化学药剂，广泛应用于工业生产和环境治理中。
它具有很高的氧化性和絮凝性能，可以用于净化污水、处理废气、除臭和去色等。
聚合硫酸铁的生产工艺通常包括硅酸盐熔炼工艺和湿法钢渣浸出工艺。
其中，硅酸盐熔炼工艺是常用的硫酸铁生产工艺。
硅酸盐熔炼工艺的主要步骤如下：1. 矿石选矿：选用合适的硅酸盐矿石，如铁矾石、铁黄土等作为原料。
首先进行矿石的粉碎和筛分，以确保矿石颗粒的合适大小。
2. 熔炼反应：将经过选矿的矿石与适量的硫酸铜、硫酸和水混合，形成熔融的矿渣。
在高温下，硅酸盐矿石中的铁、硅和硫酸铜发生反应，生成聚合硫酸铁和其他副产物。
反应方程式如下：6Fe2O3 + CuSO4 + 12H2SO4 = 2Fe4(SO4)3 + Cu2O + 12H2O + 2H2SiO33. 分离和提取：熔融的矿渣中包含聚合硫酸铁、铜氧化物和硅酸盐等物质。
通过物理和化学的分离方法，将这些物质从矿渣中分离出来。
4. 结晶和干燥：将聚合硫酸铁溶液冷却并结晶，得到结晶的硫酸铁固体。
随后，将固体经过干燥处理，去除过剩的水分，得到符合要求的聚合硫酸铁产品。
硅酸盐熔炼工艺是一种比较成熟的生产工艺，具有生产效率高、投资成本低的优点。
然而，这种工艺也存在一些问题，如环境污染和资源浪费等。
矿石选矿、矿渣处理以及其它工艺中产生的尾矿和废水都需要进行处理，以减少对环境的影响。
除了硅酸盐熔炼工艺，湿法钢渣浸出工艺也是一种常见的聚合硫酸铁生产工艺。
这种工艺利用钢渣中的铁和硫酸铜反应生成聚合硫酸铁，同时还可以回收利用钢渣资源。
湿法钢渣浸出工艺需要的设备和工序相对复杂，但具有较好的资源利用效果。
综上所述，聚合硫酸铁的生产工艺包括硅酸盐熔炼工艺和湿法钢渣浸出工艺等。
这些工艺能够高效地生产出聚合硫酸铁产品，满足工业生产和环境治理的需要。
然而，在生产过程中需要关注环境保护和资源合理利用的问题，采取相应的措施降低对环境的影响。
絮凝剂聚合硫酸铁的制备与应用
絮凝剂聚合硫酸铁的制备与应用贺仁星1,郑雅杰2,龚竹青2(1.广东云浮硫铁矿集团公司科技处,云浮 527343; 2.中南大学冶金科学与工程学院,长沙 410083)摘 要:聚合硫酸铁是一种高效无机高分子絮凝剂,在水处理领域中应用极其广泛。
本文综述了制备聚合硫酸铁的原料与方法及应用概况,对我国聚合硫酸铁的工业生产提出了合理化建议。
关键词:聚合硫酸铁; 制备; 应用; 建议中图分类号:T U991.22 文献标识码:A 文章编号:100326504(2004)增20146204 絮凝剂分为无机絮凝剂[1]、有机絮凝剂[2]、微生物絮凝剂[3],它在给水、污水处理以及工业生产过程的固液分离均起重要作用,我国絮凝剂需求量大,而且随着国家对污染治理力度的加大,絮凝剂将具有巨大的潜在市场。
有机高分子絮凝剂价格昂贵,且残存单体或分解产物可能有毒,目前普遍使用的铝盐絮凝剂存在铝毒及余铝后沉淀、低温除浊能力低等问题[4]。
聚合铁盐絮凝剂(PFS )以其产生的矾花大、絮体密实、沉降快、适用pH 范围广、耗量少、效果好、无毒、价格便宜等优点[5],倍受水处理界的青睐,已成为近年来水处理剂研究中的重点和热点。
本文对国内外聚合硫酸铁的制备技术及应用情况进行了概述,并对我国目前聚合硫酸铁的生产提出了合理化建议。
1 PFS 制备技术概况1.1 PFS 制备方法20世纪70年代日本首先使用NaNO 2作为催化剂,在一定温度和压力下采用空气氧化硫酸亚铁生产PFS 。
根据使用的氧化剂,可将PFS 制备方法大致分为空气氧化法、硝酸氧化法、氯酸盐和双氧水氧化法。
由于空气氧化硫酸亚铁的速度很慢,一般以NaNO 2作为催化剂,催化氧化硫酸亚铁制备PFS [6]。
空气氧化是在气液两相中进行,反应极其缓慢,尽管使用催化剂NaNO 2加快了反应速度。
但是,Fe 2+浓度较高时,其总的反应时间仍长达10多个小时,而且催化剂使用量大、生产效率低、反应过程中排放氮氧化物对环境造成污染。
聚合硫酸铁使用说明
聚合硫酸铁使用说明聚合硫酸铁，又称铁矾，是一种常用的化学试剂，具有广泛的应用领域。
它的制备简便，使用方便，被广泛应用于工业生产和实验室实践中。
一、聚合硫酸铁的制备方法聚合硫酸铁的制备方法较为简单，一般可以通过以下步骤进行：1. 取适量的硫酸和铁粉，按照一定的比例混合。
2. 将混合物放入反应容器中，加热搅拌，使反应进行。
3. 反应进行一段时间后，待反应液冷却后，可得到聚合硫酸铁。
二、聚合硫酸铁的应用领域聚合硫酸铁在工业生产和实验室实践中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 污水处理：聚合硫酸铁具有良好的絮凝性能，可以用于污水处理，去除污水中的悬浮物和有机物等。
2. 纸张工业：聚合硫酸铁可用作纸张工业中的填料，能够增加纸张的密度和硬度，提高纸张的质量。
3. 染料工业：聚合硫酸铁可用作染料工业中的媒染剂，能够加深染料的渗透和固定效果。
4. 化学实验：聚合硫酸铁常用于化学实验中作为催化剂、沉淀剂等，具有重要的应用价值。
三、聚合硫酸铁的注意事项在使用聚合硫酸铁时，需要注意以下几点：1. 聚合硫酸铁为强酸性物质，具有刺激性，应避免直接接触皮肤和眼睛，使用时应佩戴防护手套和护目镜。
2. 聚合硫酸铁易与水反应生成硫酸，因此在储存和使用过程中应避免与水接触。
3. 聚合硫酸铁应储存在干燥、阴凉的地方，避免阳光直射和高温环境。
总结：聚合硫酸铁是一种常用的化学试剂，制备简便，应用广泛。
它在污水处理、纸张工业、染料工业和化学实验等领域有着重要的应用。
在使用聚合硫酸铁时，需要注意安全，避免直接接触皮肤和眼睛，储存时要注意避免与水接触。
聚合硫酸铁的应用将为我们的生活和科研工作带来更多的便利和发展。
聚合硫酸铁ph
聚合硫酸铁(pH)简介聚合硫酸铁(pH)是一种重要的化学物质，具有广泛的应用领域。
它是由硫酸铁和一种聚合物聚合而成的复合材料。
在本文中，我们将深入探讨聚合硫酸铁(pH)的制备方法、物理性质、化学性质以及主要应用。
制备方法聚合硫酸铁(pH)的制备方法主要包括溶液法和凝胶法。
溶液法溶液法是最常用的制备聚合硫酸铁(pH)的方法。
制备过程如下：1.准备一定浓度的硫酸铁溶液和聚合物溶液。
2.将硫酸铁溶液缓慢加入聚合物溶液中，同时搅拌。
3.在室温下继续搅拌一段时间，直到溶液中形成聚合硫酸铁(pH)的沉淀。
4.将沉淀用水洗涤，然后干燥得到聚合硫酸铁(pH)颗粒。
凝胶法凝胶法是另一种常用的制备聚合硫酸铁(pH)的方法。
制备过程如下：1.准备一定浓度的硫酸铁溶液和聚合物溶液。
2.将硫酸铁溶液缓慢加入聚合物溶液中，同时搅拌。
3.在室温下继续搅拌一段时间，直到溶液形成凝胶。
4.将凝胶切割成适当大小的块状。
5.将凝胶块用水洗涤，然后干燥得到聚合硫酸铁(pH)颗粒。
物理性质聚合硫酸铁(pH)是一种黑色的粉末状固体。
它具有良好的热稳定性和化学稳定性。
聚合硫酸铁(pH)的分子量较大，通常在几千到几十万之间。
聚合硫酸铁(pH)的颗粒形状一般呈球状或片状。
颗粒的大小可以通过制备方法的不同来调控，一般在纳米尺寸到微米尺寸之间。
化学性质聚合硫酸铁(pH)具有一定的酸碱性。
它在水中溶解时会释放出硫酸根离子和铁离子，使溶液呈酸性。
聚合硫酸铁(pH)的酸碱性可以通过调节制备过程中的反应条件来控制。
聚合硫酸铁(pH)还具有一定的氧化性。
它可以与一些有机物发生氧化反应，产生氧化产物。
这种氧化反应可以用于催化剂的制备和有机合成中。
主要应用聚合硫酸铁(pH)具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：催化剂聚合硫酸铁(pH)可以作为催化剂用于有机反应中。
它能够催化氧化反应、酯化反应、脱水反应等。
聚合硫酸铁(pH)的高活性和良好的稳定性使其成为一种重要的催化剂。
聚合硫酸铁絮凝剂的制备和应用方法
聚合硫酸铁絮凝剂的制备和应用方法
聚合硫酸铁是一种常用的絮凝剂，其制备和应用方法如下：
制备方法：
1. 预先准备所需材料，包括硫酸铁、聚合剂（如聚丙烯酰胺）、酸性调节剂（如硫酸或盐酸）和稀释剂（如水）。
2. 在搅拌的条件下，将硫酸铁加入适量的水中，形成硫酸铁水溶液。
3. 将聚合剂逐渐加入硫酸铁水溶液中，并进行搅拌以促进其混合。
4. 加入适量的酸性调节剂，以调节溶液的pH值，通常设定在
2至3之间。
5. 继续搅拌并逐渐加入稀释剂，直到溶液变得透明且饱和。
应用方法：
1. 将制备好的聚合硫酸铁溶液（絮凝剂）注入待处理的水中，通常以1至5毫克/升的剂量添加。
2. 搅拌水体，以帮助聚合硫酸铁与水中的悬浮物或胶体物质发生化学反应。
3. 然后，静置一段时间，使悬浮物或胶体物质与絮凝剂形成较大的絮凝物（絮凝团）。
4. 最后，通过沉淀或过滤等方法，使絮凝物从水中分离出来。
需要注意的是，聚合硫酸铁絮凝剂的具体制备方法和应用条件会根据不同的水体处理需求和水质特征有所变化，因此在实际应用中，还需要根据具体情况进行调整和优化。
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无机101聚合硫酸铁的制备及混凝性能测试前言：聚合硫酸铁是一种碱式硫酸铁的聚合物，无毒无害，化学性质稳定，久存不变质，易溶于水。
聚合硫酸铁按状态分为液体和固体两种，液体是均相红褐色粘稠透明液体，比重≥1.45g/cm3,粘度（20℃）>10厘泊。
固体是淡黄色无定型粉状固体，有较强的吸湿性。
聚合硫酸铁是一种新型高效无机高分子混凝剂，无毒无害，化学性质稳定，能与水混溶，在水处理过程中，聚合硫酸铁能很快形成大量的[Fe2（OH）3]3+，[Fe2（OH）2]4+，[Fe8（OH）20]4+等多核络离子，极易生成絮体，凝聚性能较好。
而且耗量少、降速度快、PH适用范围宽、水中残留铁离子少、水解产物脱水性能优良，重金属的去除率高，出水质量优良，处理成本低。
优于聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等其他混凝剂。
聚合硫酸铁与其他无机絮凝剂相比具有以下特点：1. 新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂；2. 混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快；3. 净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠；4. 除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著；5. 适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小；6. 对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著，对高浊度原水净化效果尤佳；7. 投药量少，成本低廉，处理费用可节省20%-50%。
聚合硫酸铁应用聚合硫酸铁在稀土工业废水处理时：例如,装置使废水的微小固体颗粒和高浓度的离子膜的表面和始终保持一定距离,大大减少有害物质和膜表面有机会避免在膜表面污染,聚合硫酸铁改善水的循环过度;这个过程不仅将稀土的提取工艺废水高浓度的分离与富集氯化铵,稀土行业标准后废水的回收,并通过电解过程和太阳能为一个成功的盐酸和氨水反应堆的复苏、聚合硫酸铁减少稀土产业生产原材料的回收,也要经过的燃料电池使用将能量回收补充说,处理大量的浪费水的成本为40元,为1600吨/天,包含100g/L的氯化铵来计算,通过这个过程,一代的盐酸和氨的水可以实现利润11万元，这不仅对该国的污水处理和处置还原、稳定和无害的目标;严格控制的稀土工业废水中的重金属和有毒、聚合硫酸铁有害物质含量;在安全、环保和经济复苏的前提下,利用废水、聚合硫酸铁废气的能量和资源,实现废水、废气治理和综合利用、节能减排、实现循环经济发展的目的。
聚合硫酸铁使用电介质电泳技术和渗透膜分离技术相结合的方法对污水回用处理,实现废水处理技术创新和科技进步,充分发挥设备的投资和运营效率,适合中国的国情,符合特征内蒙古自治区的废水处理新技术、聚合硫酸铁新技术和新设备。
若新技术被广泛应用,将提高矿山企业在该地区的工业废水的处理和处置水平,聚合硫酸铁进一步保护和改善生态环境,在该地区促进我们的经济、社会和环境的可持续发展。
聚合硫酸铁处理含油废水中的特点絮凝技术由于其适应性强、可去除乳化油和溶解油以及部分难以生化降解的复杂高分子有机物的特点而被广泛应用于含油废水的处理。
常用的絮凝剂主要有无机絮凝剂、有机絮凝剂和复合絮凝剂三大类。
无机高分子絮凝剂中聚合氯化铝、聚合硫酸铁等较低分子量无机絮凝剂处理效果好，价格低且用量少，效率高而被广泛应用.性能指标项目指标GB14591-2006（Ⅱ）本产品全铁含量 , % , ≥18.5 19.1还原性物质（以 Fe2+计）含量 % , ≤0.15 0.01盐基度 , % 9.0-14.0 14.0PH （1% 水溶液） 2.0-3.0 2.4砷（As）含量 , % , ≤0.0008 0.0001铅（Pb）含量 , % , ≤0.0015 0.0001不溶物含量 , % , ≤0.5 0.42 原理2.1聚合硫酸铁的作用原理聚合硫酸铁（PFS）也称碱式硫酸铁或羟基硫酸铁, 分子式一般可表示为[ Fe2 ( OH) n ( SO4 ) 3- n/ 2 ] m , 是硫酸铁在水解絮凝过程中的中间产物之一。
液体聚合硫酸铁本身含有大量的聚合阳离子, 如[ Fe3 ( OH )4] 5+ 、[ Fe6( OH)12 ] 6+、[ Fe4O( OH)4] 6+等，其在水溶液中存在着[ Fe( H2O)6]3+、[ Fe2 ( H2O)3] 3+、[ Fe( H2O)2] 3+等络合阳离子。
它们通过羟基( OH)架桥形成多核络离子, 从而形成巨大的无机高分子化合物, 相对分子量高达1 *105 。
由于上述络合离子的存在, PFS 能够强烈地吸附胶体微粒, 通过粘附、架桥、交联促使微粒絮凝。
同时伴随一系列的物理、化学变化, 可中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷, 降低胶体的Zeta 电位, 从而破坏胶团的稳定性, 使胶团微粒相互碰撞而形成絮状沉淀物。
这种絮状沉淀物表面积很大, 极具吸附能力[1] 。
由于PFS 的这种既可吸附又可脱稳、既有粘附又有架桥的作用, 使之成为性能优越的无机高分子絮凝剂。
2.2聚合硫酸铁的制备方法聚合硫酸铁（PFS）是由日本三上八州家等着手开始研究, 于1974 年申请了首个专利, 20 世纪80 年代在水处理中得到广泛应用, 取得了良好的效果[2]。
现在世界上已可以生产固、液两种聚合硫酸铁产品，我国自80年代以来，已陆续发展了多种原料和制备方法，目前生产厂家数以百计，但规模不大，工业化程度不高，产品质量不稳定，在现各种制备方法中，普遍存在的问题是原料利用率低、能耗高、反应周期长、投资大、生产效率低及催化剂的毒性等问题。
因此，如何低成本、低能耗的制备高质量、高稳定性的PFS仍是絮凝剂研究领域的热点。
按制备工艺的不同，聚合硫酸铁的制备方法可分为多种方法：直接氧化法、催化氧化法、、一步法、两步法、微生物氧化法以及其它方法。
[3]按原料的来源不同，其制备方法：硫铁矿法[4]、铁屑法[5]、铁矿石法[6]、硫酸亚铁法（直接氧化法[7]、生物氧化法[8]和催化氧化[7]法）、钢铁酸洗废液氧化法[9]、其他制备方法[10]。
以上各种制备方法各有优缺点，根据不同的设备条件及原料来源可以有选择挑选相应的PFS的制备方法。
本实验因在实验室里操作，是进行小型教学演示，为了让学生们有一个更为感性的认识与了解PFS的制备过程，而选择了相对容易操作的铁屑法制备即直接氧化法。
其原理：聚合硫酸铁是一种新型无极高分子净水混凝剂，他是红棕色粘稠液体，可由铁与稀硫酸作用生成硫酸亚铁，再用硫酸亚铁在硫酸溶液中控制一定酸度的条件下聚合制得。
2.2.1硫酸铁的制备原理铁屑与稀硫酸作用生成硫酸亚铁：Fe + H2SO4→ FeSO4+ H2↑硫酸亚铁在硫酸溶液中被氧化剂氧化为硫酸铁：FeSO4 + 1/2SO-24→ 1/2Fe2(SO4)32.2.2制备聚合硫酸铁原理反应中每摩尔硫酸亚铁需要0.5mol硫酸，如果硫酸用量小于0.5mol，则氧化时，氢氧根取代硫酸根而产生碱式盐。
它易聚合而产生聚合硫酸铁：6FeSO4 + KClO3+ 3(1- n/2) H2SO4==3[Fe2(OH)n(SO4)3- n/ 2]+3(1 - n)H2O +KClm[ Fe2(OH)n( SO4)3- n/ 2] → [ Fe2(OH) n(SO4)3- n/2]m因此，在反应中，总硫酸根的物质的量和总铁物质的量的比值：（总SO-24/总Fe）应小于1.50从反应中可以得出，总硫酸跟物质的量和总铁物质的量得比值不能高于1.50，这样才能生成碱式硫酸铁。
硫酸亚铁在硫酸溶液中可被氧化成硫酸铁，若在氧化反应过程中硫酸与硫酸亚铁摩尔比大于3/2,则Fe3+不会发生水解，就会影响碱式硫酸铁的制得，从而影响到聚合硫酸铁的获取。
对此反应中的硫酸亚铁的氧化可采用多种方法进行，如在催化剂存在下用空气氧化、用氧化剂氧化（双氧水、次氯酸钠、氯酸钠、硝酸等）以及电解氧化法等，本实验采用的是氯酸钾作为氧化剂进行反应制取的。
如下图：催化氧化反应( 慢反应) :2FeSO4+ H2SO4 +1/2O2→ Fe2(SO4)3+ H2O (1)水解反应(快反应) :Fe2 (SO4)3+ nH2O→ Fe2(OH)n(SO4)3- n/ 2+n2H2SO4（2）其中: n≤ 2聚合反应(快反应) :m[Fe2(OH)n(SO4)3- n/ 2] →[ Fe2(OH)n(SO4)3- n/2]m（3）其中: n≤ 2,m≥f(n)反应中的（1）反应式催化氧化进行较慢，只要加快（1）反应的反应速率，控制整个聚合反应过程。
反应（2）、（3）的速率都是较快的，其反应均可顺利进行。
聚合硫酸铁的分子式：[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m其质量指标（参见上表 GB14591-93）2.2.3生产过程简介FeSO4·7H2O的制备聚合硫酸铁的制备3 化学试剂与仪器3.1主要化学试剂NaClO 3（固，工业用），FeSO 4·7H 2O （固），H 2SO 4（浓，工业用），铁屑，小铁钉，去离子水等 3.2 仪器电子天平，量筒，温度计（0-100℃），恒温槽，磁力搅拌器，酸度计，品是毛细管黏度计（内径0.8或1.0mm ），浊度仪，秒表，计算器，蒸发皿，表面皿，烧杯2个，普通漏斗，pH 试纸，吸管，移液管，玻璃棒，钥匙，滤纸，标准比色卡等 4 实验步骤 4.1 FeSO 4制备按计量把去除表面污渍的铁屑放入烧杯中，倒入所需3mol/LH 2SO 4,盖上表面皿，用小火加热，使铁屑和H 2SO 4反应直至不再有气泡冒出为止。
在加热过程中应不时加入少量水。
趁热抽滤，滤液立即转入至蒸发皿中，此时溶液的PH 值应在1左右。
在溶液中放入一枚洁净的小铁钉，用小火加热蒸发，溶液温度应该保持在70度一下，当溶液内开始有晶体析出时，停止加热，冷却室温，抽滤，称重。
4.2 聚合硫酸铁的制备若FeSO 4·7H 2O 警惕的纯度为95%，浓硫酸的密度为1.830g/mL ，计算制备30mL 聚合硫酸铁（Fe 含量为160g/L ，总SO 42-/总Fe 物质的量为1.25）所需的FeSO 4·7H 2O 和浓硫酸的量。
4.2.1 配制硫酸溶液FeH 2SO 4水 小铁钉加热蒸发过滤称量FeSO 4结晶↓ ↓→→→→→H 2SO 4FeSO 4·7H 2ONaClO 3搅拌冷却[Fe 2(OH)n (SO 4)3-n/2]m→→→↓在烧杯中加入90mL水，再加入需要的浓硫酸，配成稀硫酸溶液，加热40~50度待用。
4.2.2 氧化与聚合分别称取所需FeSO4·7H2O的量25.35g和1.52gNaClO3,各分成12份，在搅拌下先各加入2份试剂到上述稀硫酸溶液中，搅拌10min后，继续各加入一份试剂，以后每隔5min加一次，为了使FeSO4充分氧化最后再多加入0.17gNaClO3，继续搅拌10~15min，冷却，倒入量筒中，加水至体积30mL。