聚合硫酸铁的制备主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多数PFS的制备采用直接氧化法，此法工艺路线较简单，用于工业生产可以减少设备投资和生产环节，降低设备成本，但这种生产工艺必须依赖于氧化剂，如:H2O2、KClO3、HNO3等无机氧化剂。催化氧化法一般是选用一种催化剂，利用氧气或空气氧化制备聚合硫酸铁。以下是制备聚合硫酸铁的具体操作方法:

(1)双氧水氧化法:双氧水(H2O2)在酸性环境中是一种强氧化剂,可以将亚铁氧化成三价铁从而制得聚合硫酸铁:

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

制备过程中,按照生产量和所需要的盐基度,在反应釜中加入硫酸亚铁、水和硫酸混合,当温度升高到30~45℃时,在搅拌过程中,通过加料管在釜底缓慢加入H2O2。H2O2很快将亚铁氧化成三价铁,取样分析待亚铁浓度降至规定浓度时,停止反应。

利用本法生产聚合硫酸铁,具有设备简单、生产周期短、反应不用催化剂、产品不含杂质、稳定性高等特点。但反应过程中, 有H2O2在分解时形成O2气放出在无催化剂时,起不到氧化作用。要减少O2的产生,需要控制H2O2的投加速度制备工艺为间歇式操作,影响生产效率。H2O2成本比较高,它增加了聚合硫酸铁的生产成本,不利于工业化生产。

(2)氯酸钾(钠)氧化法:氯酸钾是广泛应用于炸药和火柴工业的强氧化剂,同样可以将亚铁氧化成三价铁:

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

制备时,将硫酸、硫酸亚铁和水按比例加入反应釜中,在常温或稍微高温度下,搅拌中加入氯酸钾。检验亚铁离子减少到规定浓度即可结束。

该法生产工艺简单,设备投资少,产品稳定性好,反应效率高,无空气污染。产品中含有氯酸盐,可兼作混凝与杀菌剂。但制品中残留有较高的氯离子和氯酸根离子,不宜于饮用水处理。同时,由于氯酸钾价格昂贵,产品成本高。

(3)次氯酸钠氧化法:次氯酸钠属于碱性氧化剂,其氧化还原电位较高,理论上能将亚铁氧化成三价铁:

2NaClO + 2H2SO4-→K2SO4+ 2H2O + Cl2

生产的氯气仍为氧化剂,可以将亚铁氧化成三价铁。但氯气会有少量以气体形式逸出而浪费掉,不能充分利用。同时也会造成环境污染,曾加后处理工序。次氯酸钠是碱性氧化剂,制备聚合硫酸铁时,为了降低pH值, H2SO4的用量较高。用该法制备的聚合硫酸铁稳定性差,不宜长期保存。

(4)硝酸氧化法:硝酸为中强氧化剂,与亚铁反应如下:

FeSO4 +HNO3 -→ Fe(OH)SO4+ NO2

反应生成的NO2又可以起到氧化作用,因而HNO3的氧化效率高。

该法是以工业硫酸亚铁为原料,采用工业硫酸氧化后以工业浓硝酸氧化。FeSO4:HNO3为1:(0.20~0.30):(0.10~0.32),加入水量小于以上三者总量的20%,于0.1~0.2MPa下，搅拌中通入充足的空气或氧气,于50~70℃氧化,102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以内。

用HNO3氧化时,成本比较低,反应周期短。所得产品浓度高,易于制成固体产品。若选用工业一级品原料,所得产品可用于饮用水处理。但反应中生成的NO2,会造成环境污染,需增加专门吸收装置予以处理。

综上所述,直接氧化法虽然工艺简单,操作简便,但存在氧化剂用量大,成本高,氧化剂引入的离子需分离出去,反应中产生的有害气体需专门设备吸收处理等问题,因而难于在工业化生产中普及和应用。但实验研究中需要少量的聚合硫酸铁时采用此类方法制备简单易行。

(5)催化氧化法:聚合硫酸铁在工业生产中多采用催化氧化法。

即以硫酸亚铁及硫酸为原料,借助催化剂(NaNO2)的作用,利用氧化剂使硫酸亚铁在酸性介质中被氧化成三价铁离子。然后用氢氧化钠中和,调整碱化度进行水解,聚合反应制得聚合硫酸铁。

聚铁(PAFC)是在铝盐和铁盐混凝水解机理的基础上开发出来的一种无机高分子混凝剂净水材料.依据协同增效原理,加入单质铁离子或三氧化铁和其它含铁化合物复合而成的一种新型高效混凝剂.它集铝盐和铁盐各自优点,对铝离子和铁离子的形态都有明显改善,聚合程度大为提高.聚铝,铁混凝剂各自对气浮操作有利之处,改善聚氯化铝的混凝性能;对高浊度水和低温低浊水的净化处理效果特别明显,可不加碱性助剂或其它助凝剂.

主要表现为:

1 、水解速度快,水合作用弱.形成的矾花密实，沉降速度快.受水温变化影响小,可以满足在流动过程中产生剪切力的要求.

2 、固态产品为棕褐色,红褐色粉末,极易溶于水

3、可有效去除原水中的铝离子,以及铝盐混凝后水中残余的游离态铝离子.

4、适用范围广,生活饮用水,工业用水,生活污水和工业污水处理等.

5、 用药量少,处理效果好,比其它混凝剂节约10-20%费用.

6、 使用方法和包装用途以及注意事项同聚氯化铝基本一样.

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%。

因原水性质各异，应根据不同情况，现场调试或作烧杯试验，取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。

1、使用前，将本产品按一定浓度(10-30%)投入溶矾池，注入自来水搅拌使之充分水解，静置至呈

红棕色液体，再兑水稀释到所需浓度投加混凝。水厂亦可配成2-5%直接投加，工业废水处理直接配

成5-10%投加。

2、投加量的确定，根据原水性质可通过生产调试或烧杯实验视矾花形成适量而定，制水厂可以原用的

其它药剂量作为参考，在同等条件下本产品与固体聚合氯化铝用量大体相当，是固体硫酸铝用量的

1/3-1/4。如果原用的是液体产品，可根据相应药剂浓度计算酌定。大致按重量比1:3而定。

3、使用时，将上述配制好的药液，泵入计量槽，通过计量投加药液与原水混凝。

4、一般情况下当日配制当日使用，配药需要自来水，稍有沉淀物属正常现象。

国家标准GB14591-93(净水剂合硫酸铁)使用重铬酸钾法测定全铁便是。

方法步骤如下:在酸性溶液中，用氯化亚锡将三价铁还原为二价铁。过量的氯化亚锡用氯化汞予以除去，然后用重铬酸钾标准滴定溶液滴定。

七、安全技术说明书MSDS

化学品中文名称:聚合硫酸铁

分子式:[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m (其中n<2, m=f(n))

技术说明书编码: BK-113-06

CAS No .: 1327-41-9

有害物成分:硫酸铁(聚合)

硫酸铁含量: 20-21%

CAS No. : 1327-41-9

健康危害:本品对皮肤、粘膜有刺激作用。吸入高浓度可引起支气管炎，个别人可引起支气管哮喘。误服量大时，可引起口腔糜烂、胃炎、胃出血和粘膜坏死。

慢性影响:长期接触可引起头痛、头晕、食欲减退、咳嗽、鼻塞、胸痛等症状。

燃爆危险:本品不燃。

皮肤接触:立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。

眼睛接触:立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医

食入:用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。

灭火方法:消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。

灭火剂:干燥砂土。

应急处理:隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩)，穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。

小量泄漏:避免扬尘，用洁净的铲子收集于密闭容器中。

大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖。在专家指导下清除。

操作注意事项:密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。避免产生粉尘。避免与碱类、醇类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项:储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。相对湿度保持在75%以下。包装必须密封，切勿受潮。应与易(可)燃物、碱类、醇类等分开存放，切忌混储。不宜久存，以免变质。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

职业接触限值

中国MAC(mg/m3):未制定标准

TLVTN:ACGIH 2mg/m3

TLVWN:未制定标准

工程控制:密闭操作，局部排风。提供安全淋浴和洗眼设备。

呼吸系统防护:可能接触其粉尘时，应该佩戴自吸过滤式防尘口罩，紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴空气呼吸器。

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

身体防护:穿橡胶耐酸碱服。

手防护:戴橡胶耐酸碱手套。

环境危害:通常对水体是稍微有害的，不要将未稀释产品接触地下水，水道或污水系统。

其他防护:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕，淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服，洗后备用。保持良好的卫生习惯。

主要成分:纯品

外观与性状:黄色或红褐色无定形粉末或颗粒状固体。

pH(10g/L水溶液): 2-3

熔点(℃):190(253kPa)

沸点(℃):无资料

相对密度(水=1):2.44

相对蒸气密度(空气=1):无资料

饱和蒸气压(kPa):0.13(100℃)

燃烧热(kJ/mol):无意义

临界温度(℃):无资料

临界压力(MPa):无资料

辛醇/水分配系数的对数值:无资料

闪点(℃):无意义

引燃温度(℃):无意义

爆炸上限%(V/V):无意义

爆炸下限%(V/V):无意义

溶解性:易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳，微溶于苯。

主要用途:新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂，主要用于净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水向转移，无毒，无害，安全可靠, 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等。也用于工业废水处理，如印染废水等，在铸造、造纸、医药、制革等方面也有广泛应用。

稳定性:比较稳定

禁配物:易燃或可燃物、碱类、水、醇类。

避免接触的条件:潮湿空气。

聚合危害:无危物

急性毒性:

LD50:3730 mg/kg(大鼠经口)

LC50:QYSEM-0810

废弃处置方法:根据国家和地方有关法规的要求处置。或与厂商或制造商联系，确定处置方法。

危险货物编号:81045

UN编号:1726

包装标志:防雨、防潮

包装类别:O52

包装方法:25kg、50kg装，内衬聚乙烯袋的塑料编织袋

运输注意事项:

铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与易燃物或可燃物、碱类、醇类、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。

化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定。

高纯聚铁(固体) 外观为淡黄色粉末粒径在100-200目之间;高纯聚铁(液体)为深红色或棕黄色液体;11%(含量)的水溶液呈红棕色溶液，具有吸湿性。

高纯聚铁是一种新型无机高分子絮凝剂。其分子式为:【Fe2(OH)n(SO 3 -- n/2)】m,0.5<n<1,m=f(n)。其水解后可产生多种高价多核络合离子如【Fe2(OH)4】2+，【Fe3(OH)6】3+，【Fe8(OH)20】4+，少量氧化剂等。