一种聚合硫酸铁的制备方法

摘要

本发明提供了一种聚合硫酸铁的制备方法，先将硫酸水溶液与硫酸亚铁混合得到pH值为0.5-1.5的混合液，再将该混合液与双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动以同时注入反应体系中进行反应制得聚合硫酸铁。这样不仅有助于增强过氧化氢的氧化能力，促进亚铁离子向铁离子转化的速率，还可使亚铁离子与过氧化氢充分接触而迅速发生反应，有效解决了现有技术所存在的过氧化氢在较高温度或强酸条件下分解的问题，从而减少了过氧化氢的用量，降低了成本投入，且简化了操作工序，大大缩短了反应时间。本发明制得的聚合硫酸铁的质量符合国标一等品指标，使用该聚合硫酸铁对废水进行处理后，出水COD值能稳定达到86mg/L以下，使得本发明所述的方法适宜于工业化生产。

权利要求

1.一种聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)使用硫酸水溶液对硫酸亚铁进行酸化处理，得到pH值为0.5-1.5的混合液；

(2)在常温常压下，将所述混合液与双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动以同时注入反应体系中进行反应，所述混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1：(0.55-0.7)；

(3)待步骤(2)的反应结束后，将反应液干燥成型，即得聚合硫酸铁固体；

步骤(2)中，所述混合液与所述双氧水从各自的流动通道流出之后，在距离反应釜底部H高度处相互接触并发生反应，所述H高度为所述反应釜总高度的7/10-9/10，所述混合液与所述双氧水混合后所形成的反应液的高度为所述反应釜总高度的1/2-2/3。

2.根据权利要求1所述的聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硫酸水溶液中硫酸的质量百分含量为60-70％。

3.根据权利要求2所述的聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硫酸水溶液为钛白生产过程中产生的废硫酸水溶液；所述硫酸亚铁为钛白生产过程中产生的废硫酸亚铁，所述废硫酸亚铁中含有90wt％以上的硫酸亚铁。

4.根据权利要求1所述的聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合液中亚铁离子的质量浓度为200-250g/L。

5.根据权利要求1所述的聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，控制所述双氧水的流速为10-15mL/min。

6.根据权利要求5所述的聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述双氧水中过氧化氢的质量百分含量为25-50％。

7.根据权利要求1-6任一所述的聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应体系的pH值达到2-3时停止反应。

8.根据权利要求1-6任一项所述的聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应体系为密闭体系。

9.根据权利要求7所述的聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应体系为密闭体系。

10.根据权利要求1、2、3、4、5、6或9所述的聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述反应的时间为1-2小时；所述干燥成型的方法为喷雾造粒。

说明书

一种聚合硫酸铁的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种聚合硫酸铁的制备方法，属于水体净化剂技术领域。技术背景

[0002] 聚合硫酸铁是20世纪80年代发展起来的一种新型高效的无机高分子絮凝剂，其液体为红棕色黏稠状，固体则为淡黄色无定型粉末，极易溶于水，可配置成任意浓度的溶液。与传统的絮凝剂如三氯化铁、硫酸铝、氯化硫酸铁、碱式氯化铝等相比，聚合硫酸铁具有生产成本低、净化过程投加量少、适应水体的pH值范围广、杂质(COD、重金属、悬浮物等)去除率高、残留物浓度低、矾花颗粒大、沉降速度快、脱色效果好等优点，广泛应用于生活饮用水、工业用水、城市污水及工业废水等水体的净化处理。

[0003] 目前，对于聚合硫酸铁的制备工艺主要有直接氧化法和催化氧化法。大多数聚合硫酸铁的制备采用直接氧化法，即在生产过程中加入氧化剂(H2O2、KClO3、HNO3等)进行氧化处理，此法工艺路线较为简单，用于工业生产可以减少设备投资和生产环节，从而降低生产成本。其中，氯酸钾氧化法的生产工艺简单、反应效率高、无空气污染、产品稳定性好，且产品中含有氯酸盐可兼作混凝剂与杀菌剂，但制品中因残留有较高含量的氯离子和氯酸根离子而不宜于饮用水处理，并且氯酸钾价格昂贵，致使产品成本高，不利于工业化生产；硝酸氧化法的成本较低，产品浓度高，易制成固态制品，但反应中生成的NO2会污染环境，需增加尾气吸收装置；而过氧化氢氧化法生产聚合硫酸铁的工艺，由于过氧化氢在酸性环境下是一种强氧化剂，其还原产物只有水，既没有污染物也没有固体废物的产生，且设备简单、生产周期短、产品稳定性好，因而过氧化氢作为一种绿色环保的氧化剂得到了越来越多的青睐，采用过氧化氢法生产聚合硫酸铁的工艺也倍受推崇。

[0004] 过氧化氢法生产聚合硫酸铁的工艺集氧化、水解、聚合三个反应于一个体系中，其中，氧化反应是这一系列反应的决速步骤，其反应方程式如下：

[0005] 2FcSO4+H2O2+H2SO4＝Fe2(SO4)3+2H2O

[0006] 在上述氧化反应过程中，影响该反应的速率及收率的因素是多方面的，包括过氧化氢的用量、硫酸的用量、反应温度、pH值、加料顺序等，对上述影响因素的分析在刘峙嵘等人的《聚合硫酸铁合成及性能测试》(《科技进展》，2003年第17卷第8期第35-37页)一文中被详尽记载，他们通过对双氧水用量、氧化温度、浓硫酸的用量及加入方式等因素进行考察后发现，浓硫酸的加入方式是影响反应时间的重量因素，采用反应中期滴加浓硫酸法，并控制一定量流速使反应在尽可能高的pH值(pH＞2)下进行，从而使Fe2+被氧化成Fe3+的速度大大加快，反应时间相应缩短，明显提高效率；并在此基础上确定了生产聚合硫酸铁的最佳工艺流程：即在常温常压下，七水硫酸亚铁和水的容器中，在不断搅拌下，先以一定流速滴加双氧水至溶液呈红棕色，再同时以不同流速滴加定量的双氧水及浓硫酸直到反应完毕。

[0007] 上述合成工艺制得的聚合硫酸铁虽然对高岭土悬浊液的絮凝效果较好，但其Fe3+的含量却未能达到一级品要求，这是因为，上述工艺是先将双氧水滴入硫酸亚铁的水溶液中，而该水溶液的pH值为3.7左右，在此pH值环境下，过氧化氢的氧化能力较弱，并不利于氧化反应的迅速进行，从而使得未及时参与反应的过氧化氢发生分解；又因为该工艺还在反应中期加入了浓硫酸，其与水混合时会大量放热，不仅进一步促进了过氧化氢的分解，还可能造成安全事故。由此可见，上述现有工艺条件无法避免过氧化氢的分解，使得过氧化氢的氧化效率降低，从而增大了过氧化氢的投加量，不仅造成生产成本的增加，还稀释了反应液，导致产品中的Fe3+含量未能达到一级品的要求。如果要解决上述问题，那么就需要在反应过程中尽可能提高过氧化氢的氧化能力，通过调节反应体系的pH值是增强过氧化氢氧化能力的重要途径，但是降低pH值又会为该氧化反应带来不可克服的稳定性问题：一方面，酸性过强不利于过氧化氢自身的稳定性，会加速过氧化氢的分解，另一方面，酸性溶液中亚铁离子是铁的最稳定形态，且随pH值的减小其稳定性增强，可见，酸性过强也不利于氧化生成的铁离子的稳定存在。

[0008] 在化学反应中，产物导向是最为重要的反应目的，所以一般对于聚合硫酸铁的制备，会考虑获得尽可能大的亚铁离子的转化率，从而在同等的亚铁离子的供给基础上制备得到更多的铁离子，所以本领域技术人员通常倾向于在较高的pH值(pH＞2)条件下制备聚合硫酸铁，但这样却不利于过氧化氢的氧化能力。而在现有技术中，目前还没有有效的技术手段来解决上述矛盾，因此，如何制定合理的聚合硫酸铁合成工艺以有效控制过氧化氢的分解，从而减少过氧化氢的用量、提高过氧化氢的氧化效率、缩短氧化反应的时间，是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

[0009] 本发明解决的是现有技术中采用过氧化氢氧化法制备聚合硫酸铁的工艺，因过氧化氢易于分解而导致其氧化效率降低，使得过氧化氢的投加量增大，造成生产成本增加、产品性能达不到一级品要求的问题，进而提供一种可有效避免过氧化氢分解、提高过氧化氢的氧化能力，且成本低廉，适宜于工业化生产的聚合硫酸铁的制备方法。

[0010] 本发明提供的技术方案为：

[0011] 一种聚合硫酸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

[0012] (1)使用硫酸水溶液对硫酸亚铁进行酸化处理，得到pH值为0.5-1.5的混合液；

[0013] (2)在常温常压下，将所述混合液与双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动以同时注入反应体系中进行反应，所述混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1∶(0.55-0.7)；

[0014] (3)待步骤(2)的反应结束后，将所述反应液干燥成型，即得聚合硫酸铁固体。

[0015] 步骤(1)中，所述硫酸水溶液中硫酸的质量百分含量为60-70％。

[0016] 步骤(1)中，所述硫酸水溶液为钛白生产过程中产生的废硫酸水溶液；所述硫酸亚铁为钛白生产过程中产生的废硫酸亚铁，所述废硫酸亚铁中含有90wt％以上的硫酸亚铁。

[0017] 步骤(1)中，所述废硫酸亚铁中的硫酸亚铁与所述废硫酸水溶液中的硫酸的摩尔比为1∶(0.25-0.4)。

[0018] 步骤(1)中，所述混合液中亚铁离子的质量浓度为200-250g/L。

[0019] 步骤(2)中，所述混合液与所述双氧水从各自的流动通道流出之后，在距离所述反应釜底部H高度处相互接触并发生反应，所述H高度为所述反应釜总高度的7/10-9/10，所述混合液与所述双氧水混合后所形成的反应液的高度为所述反应釜总高度的1/2-2/3。

[0020] 步骤(2)中，控制所述双氧水的流速为10-15mL/min。

[0021] 步骤(2)中，所述双氧水中过氧化氢的质量百分含量为25-50％。

[0022] 步骤(2)中，所述反应体系为密闭体系。

[0023] 步骤(2)中，所述反应体系的pH值达到2-3时停止反应。

[0024] 步骤(3)中，所述反应的时间为1-2小时；所述干燥成型的方法为喷雾造粒。

[0025] 本发明所述的聚合硫酸铁的制备方法，步骤(1)限定了使用硫酸水溶液对硫酸亚铁进行酸化处理得到混合液，并且确定了该混合液的pH值为0.5-1.5；本发明首次在聚合硫酸铁的制备过程中引入如此强酸的环境，以有利于增强过氧化氢的氧化能力，提高亚铁离子向铁离子转化的速率，进而缩短氧化反应的时间，但酸性过强又会为该氧化反应带来不可克服的稳定性问题：一方面，不利于过氧化氢自身的稳定性，会加速过氧化氢的分解，另一方面，由于酸性溶液中亚铁离子是铁的最稳定形态，且随pH值的减小其稳定性增强，所以酸性过强也不利于氧化生成的铁离子的稳定存在。为了克服这一矛盾，本发明人通过大量研究后发现，将上述混合液与双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动以同时注入反应体系中，可使亚铁离子与过氧化氢能够充分接触而迅速发生反应，从而有效避免强酸环境下的过氧化氢的分解，并且随着氧化反应的持续进行，反应液中的氢离子被不断消耗，进而也有助于增强铁离子的稳定性，推动氧化反应向产物生成的方向移动。并且本发明所述的制备方法，步骤(2)限定了混合液中的硫酸亚铁与双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1∶(0.55-0.7)，在此摩尔比的条件下可确保亚铁离子完全转化为铁离子，而稍过量的过氧化氢并不影响后续的水解和聚合反应。

[0026] 与现有技术中的聚合硫酸铁的制备方法相比，本发明所述的聚合硫酸铁的制备方法具有如下优点：

[0027] (1)本发明所述的聚合硫酸铁的制备方法，通过先将硫酸水溶液与硫酸亚铁混合得到pH值为0.5-1.5的混合液，再将该混合液与双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动以同时注入反应釜中进行反应，最终制得聚合硫酸铁；本发明的上述两个步骤之间的协同配合作用，不仅有助于增强过氧化氢的氧化能力，促进亚铁离子向铁离子转化的速率，还可使亚铁离子与过氧化氢充分接触而迅速发生反应，有效解决了现有技术中的聚合硫酸铁的合成工艺所存在的过氧化氢在较高温度或强酸条件下分解的问题，从而减少了过氧化氢的用量，降低了成本投入，且简化了操作工序，大大缩短了反应时间。此外，本发明所述的制备方法是在常温常压下进行硫酸亚铁的氧化、聚合、水解等反应，与现有技术进行上述反应所需的50-60℃相比，本发明的设备简单、操作便捷、能耗低，大大降低了生产成本。

[0028] 本发明所述的制备方法所制得的聚合硫酸铁的质量符合GB14591-2006《水处理剂：聚合硫酸铁》中规定的一等品指标，且使用本发明制得的聚合硫酸铁对废水进行处理后，出水COD值能稳定达到86mg/L以下，从而使得本发明所述的方法适宜于工业化生产。

[0029] (2)本发明所述的聚合硫酸铁的制备方法，在混合液与双氧水从各自的流动通道流出之后，通过使混合液与双氧水在距离所述反应釜底部的高度为反应釜总高度的7/10-9/10处相互接触，以确保混合液中的亚铁离子与双氧水中的过氧化氢充分接触而迅速发生反应，从而有效避免过氧化氢的分解，与现有技术中的滴加双氧水的制备工艺相比，本发明简化了操作工序，大大缩短了反应时间，进一步降低了生产成本。

[0030] 此外，本发明所述的制备方法是在密闭的反应体系中进行的，在此过程中即便有少量过氧化氢分解，其所产生的氧气也将溶解在反应体系中进而促进氧化反应的发生。

[0031] (3)本发明所述的聚合硫酸铁的制备方法，可以采用的钛白生产过程中所产生的废硫酸水溶液和废硫酸亚铁作为反应原料，通过对这些钛白副产物进行综合利用，将其变废为宝，不仅可产生巨大的经济和社会利益，还很大程度地减少了钛白副产物对土地资源的占有量、降低环境污染，从而极大地促进了染料工业和水体净化剂产业的双赢。

附图说明

[0032] 图1为本发明实施例1制得的所述聚合硫酸铁的XRD谱图。

具体实施方式

[0033] 下面结合具体实施例对本发明提供的利用聚合硫酸铁的制备方法进行详细说明。以下实施例中，wt％表示质量百分数。

[0034] 实施例1

[0035] 本实施例所述的聚合硫酸铁的制备方法，包括如下步骤：

[0036] (1)取硫酸含量为60wt％的硫酸水溶液对2.75Kg、七水硫酸亚铁含量为91wt％的工业级七水合硫酸亚铁固体进行酸化处理，并搅拌使之酸化均匀直至得到pH＝1的混合液，所述混合液中亚铁离子的质量浓度为250g/L；

[0037] (2)在常温常压下，将所述混合液与过氧化氢含量为25wt％的双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动，当所述混合液与所述双氧水从各自的流动通道流出之后，二者在距离所述反应釜底部的高度为反应釜总高度的4/5处相互接触并发生反应；其中，控制所述混合液的流速为30mL/min，所述双氧水的流速为10mL/min，使得所述混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1∶0.6；

[0038] (3)步骤(2)的反应进行1.5小时后，经检测，反应液呈红棕色粘稠状，且反应液的pH值达到2即停止反应，将反应液喷雾造粒，得到淡黄色聚合硫酸铁固体。

[0039] 实施例2

[0040] 本实施例所述的聚合硫酸铁的制备方法，包括如下步骤：

[0041] (1)取硫酸含量为65wt％的硫酸水溶液对2.75Kg的硫酸亚铁固体进行酸化处理，得到pH＝0.5的混合液，所述混合液中亚铁离子的质量浓度为200g/L；

[0042] (2)在常温常压下，将所述混合液与过氧化氢含量为50wt％的双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动，当所述混合液与所述双氧水从各自的流动通道流出之后，二者在距离所述反应釜底部的高度为反应釜总高度的7/10处相互接触并发生反应；其中，控制所述混合液的流速为70mL/min，所述双氧水的流速为10mL/min，使得所述混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1∶0.7；

[0043] (3)步骤(2)的反应进行1小时后，经检测，反应液呈红棕色粘稠状，且反应液的pH值达到2.5即停止反应，将反应液喷雾造粒，得到淡黄色聚合硫酸铁固体。

[0044] 实施例3

[0045] 本实施例所述的聚合硫酸铁的制备方法，包括如下步骤：

[0046] (1)取硫酸含量为70wt％的硫酸水溶液对钛白生产过程中所产生的废硫酸亚铁固体2.75Kg进行酸化处理，得到pH＝1的混合液，所述混合液中亚铁离子的质量浓度为220g/L，所述废硫酸亚铁固体中含有90wt％的硫酸亚铁；

[0047] (2)在常温常压下，将所述混合液与过氧化氢含量为37.5wt％的双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动，当所述混合液与所述双氧水从各自的流动通道流出之后，二者在距离所述反应釜底部的高度为反应釜总高度的2/3处相互接触并发生反应；其中，控制所述混合液的流速为61.5mL/min，所述双氧水的流速为12.5mL/min，使得所述混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1∶0.65；

[0048] (3)步骤(2)的反应进行1.5小时后，经检测，反应液呈红棕色粘稠状，且反应液的pH值达到2.5即停止反应，将反应液喷雾造粒，得到淡黄色聚合硫酸铁固体。

[0049] 实施例4

[0050] 本实施例所述的聚合硫酸铁的制备方法，包括如下步骤：

[0051] (1)取钛白生产过程中产生的废硫酸水溶液和废硫酸亚铁固体，使用上述废硫酸水溶液对废硫酸亚铁进行酸化处理，得到pH＝1.5的混合液，所述混合液中亚铁离子的质量浓度为225g/L；其中，所述废硫酸水溶液中含有60wt％的硫酸，所述废硫酸亚铁固体中含有92wt％的硫酸亚铁；

[0052] (2)在常温常压下，将所述混合液与过氧化氢含量为30wt％的双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动，当所述混合液与所述双氧水从各自的流动通道流出之后，二者在距离所述反应釜底部的高度为反应釜总高度的4/5处相互接触并发生反应；其中，控制所述混合液的流速为66mL/min，所述双氧水的流速为15mL/min，使得所述混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1∶0.55；

[0053] (3)步骤(2)的反应进行2小时后，经检测，反应液呈红棕色粘稠状，且反应液的pH值达到3即停止反应，将反应液喷雾造粒，得到淡黄色聚合硫酸铁固体。

[0054] 对比例1

[0055] 本对比例聚合硫酸铁的制备方法，包括如下步骤：

[0056] (1)取七水硫酸亚铁含量为91wt％的工业级七水合硫酸亚铁固体，配制成亚铁离子的质量浓度为250g/L的硫酸亚铁水溶液，在不断搅拌下，以10mL/min的速度向硫酸亚铁水溶液中滴加过氧化氢含量为25wt％的双氧水至溶液呈红棕色；

[0057] (2)在常温常压下，向步骤(1)的溶液中同时滴加过氧化氢含量为25wt％的双氧水和硫酸含量为60wt％的硫酸水溶液，控制双氧水和硫酸水溶液的滴加速度分别为10mL/min和2mL/min，直至硫酸亚铁与过氧化氢的摩尔比为1∶0.6；

[0058] (3)步骤(2)的反应进行1.5小时后，经检测，反应液呈红棕色粘稠状，且反应液的pH值达到2即停止反应，将反应液喷雾造粒，得到淡黄色聚合硫酸铁固体。

[0059] 对比例2

[0060] 本对比例所述的聚合硫酸铁的制备方法，包括如下步骤：

[0061] (1)取硫酸含量为60wt％的硫酸水溶液对2.75Kg、七水硫酸亚铁含量为91wt％的工业级七水合硫酸亚铁固体进行酸化处理，并搅拌使之酸化均匀直至得到pH＝1的混合液，所述混合液中亚铁离子的质量浓度为250g/L；

[0062] (2)在常温常压下，向盛装有所述混合液的耐酸反应釜中滴加过氧化氢含量为25wt％的双氧水进行反应，控制所述双氧水的滴加速度为10mL/min，直至所述混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1∶0.6；

[0063] (3)步骤(2)的反应进行1.5小时后，经检测，反应液呈红棕色粘稠状，且反应液的pH值达到2即停止反应，将反应液喷雾造粒，得到淡黄色聚合硫酸铁固体。

[0064] 对比例3

[0065] 本对比例所述的聚合硫酸铁的制备方法，包括如下步骤：

[0066] (1)在常温常压下，向耐酸反应釜中依次加入七水硫酸亚铁含量为91wt％的工业级七水合硫酸亚铁固体3.26Kg、过氧化氢含量为25wt％的双氧水0.8L、以及硫酸含量为60wt％的硫酸水溶液0.3L，在不断搅拌下混合进行反应，控制反应混合液的初始pH＝1，所述硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1∶0.6；

[0067] (2)步骤(2)的反应进行1.5小时后，经检测，反应液呈红棕色粘稠状，且反应液的pH值达到2即停止反应，将反应液喷雾造粒，得到淡黄色聚合硫酸铁固体。

[0068] 对比例4

[0069] 本对比例所述的聚合硫酸铁的制备方法，包括如下步骤：

[0070] (1)取硫酸含量为60wt％的硫酸水溶液对2.75Kg、七水硫酸亚铁含量为91wt％的工业级七水合硫酸亚铁固体进行酸化处理，并搅拌使之酸化均匀直至得到pH＝2.5的混合液，所述混合液中亚铁离子的质量浓度为250g/L；

[0071] (2)在常温常压下，将所述混合液与过氧化氢含量为25wt％的双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动，当所述混合液与所述双氧水从各自的流动通道流出之后，二者在距离所述反应釜底部的高度为反应釜总高度的4/5处相互接触并发生反应；其中，控制所述混合液的流速为30mL/min，所述双氧水的流速为10mL/min，使得所述混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1∶0.6；

[0072] (3)步骤(2)的反应进行1.5小时后，反应液呈红棕色粘稠状即停止反应，将反应液喷雾造粒，得到淡黄色聚合硫酸铁固体。

[0073] 实验例1

[0074] 采用X-射线衍射仪对本发明实施例1制得的聚合硫酸铁固体进行表征，其XRD谱图如图1所示。

[0075] 由图1可以看出，在10-85°的扫描范围内没有出现明显的晶体峰，这说明依照本发明所述的方法制得的聚合硫酸铁基本无结晶度，主要为无定型结构的羟基硫酸铁聚合物，而在25-30°之间有微弱的晶体峰，表明了还混杂有微量晶体。根据上述分析可知，依照本发明所述的方法制得的聚合硫酸铁为混杂有微量晶体的无定型结构的羟基硫酸铁聚合物。

[0076] 根据GB14591-2006《水处理剂：聚合硫酸铁》中规定的聚合硫酸铁测试方法，对本发明实施例1制得的聚合硫酸铁固体进行性能测试，结果如表1所示。

[0077] 表1 实施例1制得的聚合硫酸铁的主要性能指标

[0078]

[0079] 由表1可知，本发明实施例1制得的聚合硫酸铁的液体和固体均符合一等品的指标，这说明依照本发明所述的聚合硫酸铁的制备方法得到的聚合硫酸铁的质量符合GB14591-2006《水处理剂：聚合硫酸铁》中规定的一等品指标。

[0080] 实验例2

[0081] 以某造纸企业的二沉池出水为对象，采用本发明实施例1-4及对比例1-4制得的聚合硫酸铁进行废水处理，水处理效果如表2所示。

[0082] 表2 水处理前后的水质对比

[0083]

[0084] 从表2可以看出，使用本发明实施例1-4制得的聚合硫酸铁作为水净化剂对废水进行处理后，其出水COD值能稳定达到86mg/L以下。与对比例1-4相比，本发明实施例1-4制得的聚合硫酸铁能够显著降低出水的COD值，这充分说明了采用本发明所述的制备方法，即先对硫酸亚铁进行酸化处理使其pH＝0.5-1.5，再将酸化后的硫酸亚铁水溶液与双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动以同时注入反应体系中进行反应所得的聚合硫酸铁具有更好的水处理效果。

[0085] 实验例3

[0086] 采用氧气检测仪对本发明实施例1-4及对比例1-4中所述的耐酸反应釜内的氧气释放量进行测定，结果如表3所示。

[0087] 表3 实施例1-4及对比例1-4的氧气释放量(mg/L)

[0088]  实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
氧气释放量(mg/L) 106 118 124 120
  对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
氧气释放量(mg/L) 508 382 4010 426

[0089] 从表3可以看出，与对比例1-4相比，本发明实施例1-4所述的制备方法在其反应过程中所释放的氧气的量明显较少，这说明采用本发明所述的制备方法，即先对硫酸亚铁进行酸化处理使其pH＝0.5-1.5，再将酸化后的硫酸亚铁水溶液与双氧水通过分别独立的流动通道实现单独流动以同时注入反应体系中进行反应，能够有效避免过氧化氢的分解，提高了过氧化氢的氧化效率，从而大大降低生产成本、缩短反应时间，使得本发明所述的制备方法适宜于工业化大规模生产。

[0090] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。