聚合硫酸鐵合成原理

      目前，在我國液體聚合硫酸鐵的合成工藝采用的主要原料是硫酸亞鐵，長隆科技作為國內最大的聚合硫酸鐵生產廠家為大家簡要的介紹一下聚合硫酸鐵是如何采用硫酸亞鐵進行合成的，它的合成原理是怎么樣的。

      硫酸亞鐵在硫酸溶液中進行氧化，如果硫酸與硫酸亞鐵的比例小于1/2，則三價鐵離子發生水解，產生部分氫離子和各種羥基鐵離子，水解產生的氫離子反過來又能保證氧化還原反應所需的氫離子，調整上述比值，就可以制得所需鹽基度的聚合硫酸鐵。如果控制上述值>3/2，則可以制得含游離酸的硫酸鐵溶液。目前國內多采用氯酸鹽氧化法和氧氣氧化法，前者用的氧化劑價格較貴，盡管生產工藝十分簡單，但總的生產成本相對后者較高，在以氮氧化物為催化劑時用空氣氧化法與用氧氣氧化法的生產原理是完全一樣的。利用這一原理生產聚合硫酸鐵的工藝很多，技術水平狀況差別也很大。

      聚合硫酸鐵合成較為實用的國外的空氣（氧氣）催化氧化法，氯酸鉀（鈉）氧化法，硫鐵礦灰加壓酸熔法，四氧化三鐵、礦石酸溶氧化法等，這里著重介紹一下空氣（氧氣）催化氧化法。


聚合硫酸鐵的合成方法，氧氣一催化氧化法

        氧氣是一種較強的氧化劑[V(O₂/H₂ O)+O₂ =1. 23]，它可以將硫酸亞鐵直接氧化成堿式硫酸鐵，反應方程如下：

    4FeSO₄ +2H₂ O+O₂ =4Fe(OH)SO₄    

         此反應在空氣中就能緩慢地進行，但在酸性液中氧氣氧化硫酸亞鐵的速度非常慢，例如向含硫酸亞鐵50%、硫酸IO%的水溶液中鼓入氧氣，經7h反應后，亞鐵離子仍沒有氧化成三價鐵離子。據文獻報道，氧氣氧化硫酸亞鐵的反應速度方程為：

    [Fe₂+]dt=k[Fe₂+][O₂]  pH<1   

         即亞鐵的氧化速度與亞鐵濃度和氧氣濃度成正比，如果液體中氧氣的濃度為定值，則上述方程可簡化為：

    [Fe₂+]/dt=k′[Fe₂+] pH<1    （1-1）

        根據氧化實驗

    [Fe₂+]/dt=0 pH<1    （1-2）

        對比式(1-1)和式(1-2)可知k’是一個趨向于零的常數，也就是說以純氧直接氧化硫酸亞鐵的溶液，反應速度很慢，以至于趨向于零。為加快氧氣氧化硫酸亞鐵的速度，經過多次實驗篩選，選擇合理的催化劑，進行催化氧化實驗，反應方程式為：

    H₂ SO₄ +2NaNO₂ =2HNO₂ +Na₂ SO₄   
    H₂ SO₄ +2HNO₂ +2FeSO₄ =Fe₂ (SO₄)₃+2NO+2H₂O    
    2NO+O₂ =2NO₂    
    H₂ SO₄ +NO₂ +2FeSO₄ =Fe₂ (SO₄ )₃+NO↑+H₂O    
    總反應總式為
  4FeSO₄·7H₂ O+(2 -72)H₂ SO₄ +O₂ =2Fe₂ (OH)n(SO₄)_3-n / 2 +(3O-2n) H₂O    
(注：所有反應式中n<2)

        對上述反應的影響因素較多，我們著重研究了反應溫度、反應壓力、攪拌速度對反應速度的影響，從而確定影響反應速度的主要因素或者說決定反應速度的控制步驟。

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