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聚合硫酸鐵的生產工藝
聚合硫酸鐵的生產工藝如下：
聚合硫酸鐵的生產方法多種多種 ,但它們都毫不例外地包括了氧化、水解和聚合等反應步驟。其反應機理相當復雜,包含了大量的基元反應,但其宏觀反應動力學過程卻基本一致。由于采用不同的生產方法生產聚合硫酸鐵,其氧化方式不同,氧化過程的表達方式自然也不一樣,但無論采用何種方式生產,其水解和聚合過程都可簡單表示為 2Fe2(SO4)3+2nH2O=2Fe2(OH)n(SO4)3-n??2+nH2SO4 (1)
m[Fe2(OH)n(SO4)3-n??2 ]=[Fe2(OH)n (SO4)3-n??2] m (2）
按照氧化方式的不同,聚合硫酸鐵的生 產方法主要可分為三類,即直接氧化法、轉換氧化法和催化氧化法。以下就各種不同的生產方法分別展開討論。
直接氧化法 該法的主要特點就是通過強氧化劑直接將亞鐵離子氧化為鐵離子,所以反應快捷,操作簡便,對設備的要求不高,一次性投資省,但生產成本一般都比較高。
過氧化氫氧化法[4]
過氧化氫是一種強氧化劑[5],在酸性介質中,其氧化還原標準電極電位E(H2O2??H2O)=1.776V。而在酸性介質中,亞鐵離子作為還原劑時,其氧化還原標準電極電位E (Fe3+??Fe2+ )=0.770V。由于E(H2O2??H2O) >E(Fe3+??Fe2+),所以從動力學的角度來 說,在酸性條件下,過氧化氫可以將亞鐵離子氧化為鐵離子。其對應的反應方程式為 2FeSO4+H2O2+H2SO4=Fe2(SO4)3+ 2H2O (3)反應生成的硫酸鐵再經水解和聚合,即 可制得液體聚合硫酸鐵產品。
由于過氧化氫氧化亞鐵離子的速度很快,只要加入的過氧化氫足夠多,就可保證亞鐵離子被徹底氧化。此外,方程(3)可以看出,采用該法生產聚合硫酸鐵,反應過程無需任何催化劑或其他添加劑,也不會產生任何雜質。所以,通過過氧化氫氧化法制備聚合硫酸鐵,反應設備簡單,一次性投資省,生產周期短,產品穩定性好,雜質少,質量高。
由于過氧化氫在較高的溫度或酸性條件下都很不穩定,會以如下的形式迅速分解: 2H2O2=2H2O+O2(4)過氧化氫本身的生產成本較高,價格較 為昂貴,所以一般選用較低的反應溫度,并采用連續流加過氧化氫的方法來減少過氧化氫的損失。但即便如此,采用該法生產聚合硫酸鐵,其生產成本還是偏高。能否顯著地降低生產成本是決定該法能否得到推廣應用的重要因素。
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它們都毫不例外地包括了氧化
、
水解和聚合
等反應步驟
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其反應機理相當復雜
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包含了大
量的基元反應
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但其宏觀反應動力學過程卻
基本一致
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由于采用不同的生產方法生產
聚合硫酸鐵
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其氧化方式不同
,
氧化過程的表
達方式自然也不一樣
,
但無論采用何種方式
生產
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其水解和聚合過程都可簡單表示為
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2
(
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4
)
3
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2
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2
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