聚合硫酸鐵(PFS)是一種堿性高價(jià)鐵的無機(jī)高分子化合物，其分子中具有多核絡(luò)合離子的結(jié)構(gòu)，可與水以任意比例快速混合。該溶液含有各種形式的鐵復(fù)合離子。能迅速起到電中和和吸附架橋的作用。聚離子絮凝劑因其絮體形成快、顆粒大、沉降速度快、適用的酸堿度范圍廣、對化學(xué)需氧量、生化需氧量、色度和濁度的去除率高、除臭效果好等優(yōu)點(diǎn)，在世界范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展。

制備過程:

將硫酸亞鐵溶解于水中，調(diào)整溶液中SO2-4含量，使[SO2-4]/[Fet]<1.5，控制適宜的溫度在不斷攪拌下加入H2O2氧化劑，此時(shí)反應(yīng)激烈，溶液顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色，并放出熱量；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液顏色逐步加深，隨時(shí)檢測溶液中亞鐵離子含量，待亞鐵離子含量小于0.2%，說明反應(yīng)已達(dá)到要求，測全鐵含量、亞鐵離子含量、粘度、鹽基度、pH值和密度。

影響聚合硫酸鐵質(zhì)量指標(biāo)的主要因素：

(1)、[SO2-4]/[Fet]的比值。為了獲得聚合硫酸鐵，必須使[SO2-4]/[Fet]<1.5，氧化反應(yīng)生成的三價(jià)鐵離子才能部分水解形成堿式鹽，進(jìn)而聚合形成PFS，該比值太高或太低都不利于PFS的生成。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)比較，[SO2-4]/[Fet]的比值在1.20～1.45之間較為合適。

(2)、氧化劑用量。氧化劑用量對產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)有很大的影響。當(dāng)氧化劑加入量不足時(shí)，二價(jià)鐵離子不能完全被氧化為三價(jià)鐵離子，此時(shí)溶液中仍然含有較多的二價(jià)鐵離子；加入量過多時(shí)，固然可以保證氧化完全，但引起氧化劑不必要的浪費(fèi)。我們認(rèn)為氧化劑用量為化學(xué)計(jì)量數(shù)的150%～200%較為合理。

(3)、反應(yīng)溫度。聚鐵的制備是由氧化、水解、聚合3個(gè)步驟所組成，其中氧化反應(yīng)速度較慢，控制著整個(gè)聚合反應(yīng)過程。溫度高低對氧化反應(yīng)速度有很大的影響，為了提高反應(yīng)速率，必須提高該反應(yīng)的溫度。但是溫度過高，一方面會(huì)引起氧化劑部分分解，為了保證氧化反應(yīng)的進(jìn)行，勢必要增加氧化劑的投加量。另一方面溫度高也要增加一些設(shè)施的投入，使得成本費(fèi)用增加。實(shí)際上當(dāng)溫度在30～70℃之間即可完成整個(gè)反應(yīng)過程。

(4)、氧化劑加入速度。為了保證氧化反應(yīng)的進(jìn)行，必須控制氧化劑加入的速度，使得在攪拌下物料之間充分接觸反應(yīng)。但若加入速度過慢，反應(yīng)所需時(shí)間過長，對工業(yè)生產(chǎn)是不利的。若加入速度過快，氧化劑有可能來不及與物料充分接觸反應(yīng)就被分解。因此本實(shí)驗(yàn)控制氧化劑加入速度為1.0～1.5mL/min-1，反應(yīng)時(shí)間2h。

(5)、溶液的pH值。體系pH值不同，三價(jià)鐵離子的水解速度和較終水解產(chǎn)物也不同。從下圖可以看出要獲得高價(jià)多核鐵絡(luò)離子，溶液的pH值應(yīng)控制得低一些，而且PFS產(chǎn)品的鹽基度也與溶液的pH值有密切的關(guān)系。為了獲得具有較好絮凝能力和穩(wěn)定性的PFS，產(chǎn)品必須具備一定鹽基度，溶液的pH值較好在0.5～1.5之間。