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目前，我國(guó)鈦白粉的生產(chǎn)基本都是采用硫酸法，生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢渣硫酸亞鐵的產(chǎn)量為鈦白粉自身產(chǎn)量的3.5倍左右，硫酸亞鐵廢渣的綜合處理已成為我國(guó)硫酸法鈦白粉快速發(fā)展的主要瓶頸之一。將硫酸亞鐵用于合成聚合硫酸鐵，進(jìn)而用于廢水處理，變廢為寶，是綜合利用鈦白廢渣硫酸亞鐵的一種重要途徑。
聚合硫酸鐵（PFS）也稱堿式硫酸鐵或羥基硫酸鐵，其分子式一般可表示為[Fe2（OH）n（S04）3-n/2]m。它是一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。與其他絮凝劑相比，生產(chǎn)成本低、投加量少、適用pH范圍廣、雜質(zhì)（濁度、COD、懸浮物等）去除率高、殘留物濃度低、礬花沉降速度快、脫色效果好，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水,城市污水,工業(yè)用水以及生活飲用水的凈化處理。
聚合硫酸鐵（PFS）的生產(chǎn)方法多種多樣，根據(jù)使用的氧化劑,可將制備方法大致分為空氣氧化法、硝酸氧化法、氯酸鹽和雙氧水氧化法。本文首先用空氣催化氧化，然后用NaClO3、H2O2深度氧化，將FeSO4·7H2O合成聚合硫酸鐵。利用本法生產(chǎn)聚合硫酸鐵,成本低，運(yùn)行穩(wěn)定，生產(chǎn)周期短、無(wú)污染、產(chǎn)品質(zhì)量好、穩(wěn)定性高。
工藝原理：
聚合硫酸鐵的制備主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多數(shù)聚合硫酸鐵的制備采用直接氧化法，此法工藝路線較簡(jiǎn)單，用于工業(yè)生產(chǎn)可以減少設(shè)備投資和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低設(shè)備成本，但這種生產(chǎn)工藝必須依賴于氧化劑，如：H2O2、KClO3、HNO3等無(wú)機(jī)氧化劑。催化氧化法一般是選用一種催化劑，利用O2或空氣氧化制備聚合硫酸鐵。
雙氧水（H2O2）在酸性環(huán)境中是一種強(qiáng)氧化劑,可以將Fe2+（Ⅱ）化成Fe（Ⅲ）從而制得聚合Fe2（SO4）3：
2FeSO4+H2O2+（1-n/2）H2SO4—→Fe2（OH）n（SO4）3-n/2+（2-n）H2O
NaClO3是廣泛應(yīng)用于炸藥和火柴工業(yè)的強(qiáng)氧化劑,同樣可以將亞鐵氧化成三價(jià)鐵:
6FeSO4+NaClO3+3（1-n/2）H2SO4—→3[Fe2（OH）n（SO4）3-n/2]+3（1-n）H2O+NaCl
其他還有次氯酸鈉氧化法和硝酸氧化法。前者會(huì)有少量Cl2以氣體形式逸出而浪費(fèi)掉,不能充分利用，同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染；后者反應(yīng)中生成的NO2,會(huì)造成環(huán)境污染。
催化氧化法:以FeSO4及H2SO4為原料,借助催化劑的作用,利用氧化劑使FeSO4在酸性介質(zhì)中被氧化成Fe3+。然后進(jìn)行水解、聚合反應(yīng)制得聚合硫酸鐵。其制備原理如下:
催化氧化反應(yīng):2FeSO4+（1/2）O2+H2SO4—→Fe2（SO4）3+H2O水解反應(yīng):Fe2（SO4）3+H2O—→Fe2（OH）n（SO4）3-n/2+（n/2）H2SO4
聚合反應(yīng):m[Fe2（OH）n（SO4）3-n/2]—→[Fe2（OH）n（SO4）3-n/2]m
本工藝首先將鈦白廢渣進(jìn)行精制，將廢渣所含的氧化鈦回收返回鈦白粉生產(chǎn)線，將精制的FeSO4·7H2O制成溶液，先用空氣催化氧化，然后用NaClO3、H2O2深度氧化，將FeSO4·7H2O合成聚合Fe2（SO4）3。利用本法生產(chǎn)聚合Fe2（SO4）3,成本低，運(yùn)行穩(wěn)定。
工藝流程：
將精制的FeSO4溶液注入聚合反應(yīng)槽中，先通入蒸汽進(jìn)行加熱，然后加入催化劑并通空氣進(jìn)行氧化，繼續(xù)通蒸汽保持反應(yīng)溫度，然后用NaClO3、H2O2深度氧化，將FeSO4·7H2O合成聚合Fe2（SO4）3。反應(yīng)完成后，去熟化槽進(jìn)行保溫熟化，達(dá)到要求后去成品液體聚合Fe2（SO4）3貯槽，以備銷售。

具體流程圖如下：

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