聚合硫酸铁合成原理

      目前，在我国液体聚合硫酸铁的合成工艺采用的主要原料是硫酸亚铁，长隆科技作为国内最大的聚合硫酸铁生产厂家为大家简要的介绍一下聚合硫酸铁是如何采用硫酸亚铁进行合成的，它的合成原理是怎么样的。

      硫酸亚铁在硫酸溶液中进行氧化，如果硫酸与硫酸亚铁的比例小于1/2，则三价铁离子发生水解，产生部分氢离子和各种羟基铁离子，水解产生的氢离子反过来又能保证氧化还原反应所需的氢离子，调整上述比值，就可以制得所需盐基度的聚合硫酸铁。如果控制上述值>3/2，则可以制得含游离酸的硫酸铁溶液。目前国内多采用氯酸盐氧化法和氧气氧化法，前者用的氧化剂价格较贵，尽管生产工艺十分简单，但总的生产成本相对后者较高，在以氮氧化物为催化剂时用空气氧化法与用氧气氧化法的生产原理是完全一样的。利用这一原理生产聚合硫酸铁的工艺很多，技术水平状况差别也很大。

      聚合硫酸铁合成较为实用的国外的空气（氧气）催化氧化法，氯酸钾（钠）氧化法，硫铁矿灰加压酸熔法，四氧化三铁、矿石酸溶氧化法等，这里着重介绍一下空气（氧气）催化氧化法。


聚合硫酸铁的合成方法，氧气一催化氧化法

        氧气是一种较强的氧化剂[V(O₂/H₂ O)+O₂ =1. 23]，它可以将硫酸亚铁直接氧化成碱式硫酸铁，反应方程如下：

    4FeSO₄ +2H₂ O+O₂ =4Fe(OH)SO₄    

         此反应在空气中就能缓慢地进行，但在酸性液中氧气氧化硫酸亚铁的速度非常慢，例如向含硫酸亚铁50%、硫酸IO%的水溶液中鼓入氧气，经7h反应后，亚铁离子仍没有氧化成三价铁离子。据文献报道，氧气氧化硫酸亚铁的反应速度方程为：

    [Fe₂+]dt=k[Fe₂+][O₂]  pH<1   

         即亚铁的氧化速度与亚铁浓度和氧气浓度成正比，如果液体中氧气的浓度为定值，则上述方程可简化为：

    [Fe₂+]/dt=k′[Fe₂+] pH<1    （1-1）

        根据氧化实验

    [Fe₂+]/dt=0 pH<1    （1-2）

        对比式(1-1)和式(1-2)可知k’是一个趋向于零的常数，也就是说以纯氧直接氧化硫酸亚铁的溶液，反应速度很慢，以至于趋向于零。为加快氧气氧化硫酸亚铁的速度，经过多次实验筛选，选择合理的催化剂，进行催化氧化实验，反应方程式为：

    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    
    总反应总式为
  4FeSO₄·7H₂ O+(2 -72)H₂ SO₄ +O₂ =2Fe₂ (OH)n(SO₄)_3-n / 2 +(3O-2n) H₂O    
(注：所有反应式中n<2)

        对上述反应的影响因素较多，我们着重研究了反应温度、反应压力、搅拌速度对反应速度的影响，从而确定影响反应速度的主要因素或者说决定反应速度的控制步骤。

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