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聚合硫酸铁的生产工艺
聚合硫酸铁的生产工艺如下：
聚合硫酸铁的生产方法多种多种 ,但它们都毫不例外地包括了氧化、水解和聚合等反应步骤。其反应机理相当复杂,包含了大量的基元反应,但其宏观反应动力学过程却基本一致。由于采用不同的生产方法生产聚合硫酸铁,其氧化方式不同,氧化过程的表达方式自然也不一样,但无论采用何种方式生产,其水解和聚合过程都可简单表示为 2Fe2(SO4)3+2nH2O=2Fe2(OH)n(SO4)3-n2+nH2SO4 (1)
m[Fe2(OH)n(SO4)3-n2 ]=[Fe2(OH)n (SO4)3-n2] m (2）
按照氧化方式的不同,聚合硫酸铁的生 产方法主要可分为三类,即直接氧化法、转换氧化法和催化氧化法。以下就各种不同的生产方法分别展开讨论。
直接氧化法 该法的主要特点就是通过强氧化剂直接将亚铁离子氧化为铁离子,所以反应快捷,操作简便,对设备的要求不高,一次性投资省,但生产成本一般都比较高。
过氧化氢氧化法[4]
过氧化氢是一种强氧化剂[5],在酸性介质中,其氧化还原标准电极电位E(H2O2H2O)=1.776V。而在酸性介质中,亚铁离子作为还原剂时,其氧化还原标准电极电位E (Fe3+Fe2+ )=0.770V。由于E(H2O2H2O) >E(Fe3+Fe2+),所以从动力学的角度来 说,在酸性条件下,过氧化氢可以将亚铁离子氧化为铁离子。其对应的反应方程式为 2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+ 2H2O (3)反应生成的硫酸铁再经水解和聚合,即 可制得液体聚合硫酸铁产品。
由于过氧化氢氧化亚铁离子的速度很快,只要加入的过氧化氢足够多,就可保证亚铁离子被彻底氧化。此外,方程(3)可以看出,采用该法生产聚合硫酸铁,反应过程无需任何催化剂或其他添加剂,也不会产生任何杂质。所以,通过过氧化氢氧化法制备聚合硫酸铁,反应设备简单,一次性投资省,生产周期短,产品稳定性好,杂质少,质量高。
由于过氧化氢在较高的温度或酸性条件下都很不稳定,会以如下的形式迅速分解: 2H2O2=2H2O+O2(4)过氧化氢本身的生产成本较高,价格较 为昂贵,所以一般选用较低的反应温度,并采用连续流加过氧化氢的方法来减少过氧化氢的损失。但即便如此,采用该法生产聚合硫酸铁,其生产成本还是偏高。能否显著地降低生产成本是决定该法能否得到推广应用的重要因素。
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它们都毫不例外地包括了氧化
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水解和聚合
等反应步骤
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其反应机理相当复杂
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包含了大
量的基元反应
,
但其宏观反应动力学过程却
基本一致
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由于采用不同的生产方法生产
聚合硫酸铁
,
其氧化方式不同
,
氧化过程的表
达方式自然也不一样
,
但无论采用何种方式
生产
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其水解和聚合过程都可简单表示为
2
Fe
2
(
SO
4
)
3
+
2
n
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2
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2
Fe
2
(
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)
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(
2
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