(1)氯酸鉀(鈉)氧化法：氯酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑，廣泛應(yīng)用于炸藥和火柴行業(yè)，也可將亞鐵氧化成三價(jià)鐵：

6硫酸亞鐵氯化鉀3(1-n/2)h2so  4—3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]3(1-n)H2O  KCl

以硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)聚合硫酸鐵的方法總結(jié)

制備時(shí)，將硫酸、硫酸亞鐵和水按比例加入反應(yīng)釜中，在常溫或稍高溫度下邊攪拌邊加入氯酸鉀。當(dāng)亞鐵離子被降低到規(guī)定的濃度時(shí)，測(cè)試就可以完成了。該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，反應(yīng)效率高，無(wú)空氣污染。該產(chǎn)品含有氯酸鹽，可用作凝血?jiǎng)┖蜌⒕鷦?。但產(chǎn)品中殘留氯離子和氯酸鹽離子較高，不適合飲用水處理。同時(shí)，由于氯酸鉀價(jià)格昂貴，產(chǎn)品成本高。

(2)硝酸氧化法：硝酸是一種中強(qiáng)氧化劑，與亞鐵反應(yīng)如下：

硫酸亞鐵硝酸—硫酸亞鐵NO2

反應(yīng)產(chǎn)生的NO2可以起到氧化作用，所以硝酸的氧化效率高。

該方法以工業(yè)硫酸亞鐵為原料，用工業(yè)硫酸氧化，再用工業(yè)濃硝酸氧化。FeSO4:HNO3的用量為1:(0.20-0.30):(0.10-0.32)，加入的水量小于上述三者總量的20%。在0.1-0.2兆帕下，邊攪拌邊通入足夠的空氣或氧氣，在50-70和102-103下氧化，反應(yīng)時(shí)間控制在30-60分鐘。

用硝酸氧化時(shí)，成本較低，反應(yīng)周期較短。所得產(chǎn)品濃度高，易于制成固體產(chǎn)品。如果選用工業(yè)一級(jí)原料，所得產(chǎn)品可用于飲用水處理。但是反應(yīng)中產(chǎn)生的NO2會(huì)造成環(huán)境污染，需要增加專門的吸收裝置進(jìn)行處理。

綜上所述，直接氧化法雖然工藝簡(jiǎn)單，易于操作，但存在氧化劑用量大、成本高、氧化劑引入的離子分離、反應(yīng)中產(chǎn)生的有害氣體的吸收和處理等問(wèn)題。因此很難在工業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。然而，當(dāng)實(shí)驗(yàn)研究中需要少量聚合硫酸鐵時(shí)，用這種方法容易制備。

(3)催化氧化法：聚合硫酸鐵在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。即以硫酸亞鐵和硫酸為原料，在催化劑(NaNO2)的作用下，利用氧化劑將硫酸亞鐵在酸性介質(zhì)中氧化成三價(jià)鐵離子。然后用氫氧化鈉中和，調(diào)節(jié)堿化度水解，聚合制得聚合硫酸鐵。其制備原理如下：

(1)催化氧化反應(yīng)(慢反應(yīng)):

硫酸亞鐵(1/2)O2 h2so  4—硫酸亞鐵(3)H2O(2)水解反應(yīng)(快速反應(yīng)):

Fe2(SO4)3 H2O—Fe2(OH)n(SO4)3-n/2(n/2)h2so  4

(2)聚合(快速反應(yīng)):

m[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2][Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m

其中：n2，mf(n)

2NO  O2—2NO2

硫酸亞鐵NO2—Fe2(SO4)3 NO  h2ofe  2(SO4)3 na  NaOH—Fe2(OH)n(SO4)3-n/2(n/2)na2so  4

m[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2][Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m

副反應(yīng)：

2 NO2 HO2—一氧化氮

這種方法簡(jiǎn)單可行，但仍有一些缺點(diǎn)。NaNO2是一種致癌物質(zhì)，由于產(chǎn)品中含有大量的亞硝酸根離子，其在飲用水處理中的應(yīng)用受到限制。氮氧化物排放，污染環(huán)境，后處理工藝復(fù)雜；反應(yīng)速率較慢，需要采取改進(jìn)措施以適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。為了解決上述問(wèn)題，許多研究人員提出了許多有意義的改進(jìn)方法，如加熱加壓、改進(jìn)生產(chǎn)工藝、添加助催化劑、配合強(qiáng)攪拌、尋找更有效無(wú)毒的催化劑等。催化法生產(chǎn)聚合硫酸鐵雖然已進(jìn)入工業(yè)化階段，但在改進(jìn)工藝和設(shè)備、縮短反應(yīng)時(shí)間、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本和能耗等方面仍需科研人員進(jìn)一步研究和解決。

(4)氮氧化物的催化氧化：以硫酸亞鐵和硫酸為原料，硝酸為氧化劑的合成方法，其反應(yīng)機(jī)理與以硫酸亞鐵、硫酸和氧氣為原料，硝酸為催化劑的合成方法完全不同。前者以液態(tài)硝酸為氧化劑，還原產(chǎn)物NO從溶液中逸出，沒(méi)有任何催化作用。這種方法的特點(diǎn)是硝酸用量大，F(xiàn)e2在硝酸中被五價(jià)氮完全氧化，屬于液-液反應(yīng)。后者以硝酸為催化劑，其特點(diǎn)是在硫酸、硫酸亞鐵和水的混合溶液中加入少量硝酸，還原NO與O2反應(yīng)生成NO2，再氧化Fe2，以此類推，直至Fe2完全氧化。該方法是氣液反應(yīng)。

生產(chǎn)工藝是將硫酸亞鐵和硫酸的混合溶液以：噴入反應(yīng)器，保持反應(yīng)溶液占反應(yīng)器總體積的1/3。在噴淋過(guò)程中，溶液與氣相中的NO、NO2、O2反應(yīng)，較終生成聚合硫酸鐵。測(cè)定后，溶液中含有大量大分子絡(luò)合物。氧化反應(yīng)生成的聚合硫酸鐵含有氮氧化物，需要送到脫硝器中，向脫硝器中充入氧氣，將去除氮氧化物的混合氣體循環(huán)到反應(yīng)器中使用。該方法的原理與反應(yīng)塔法制備聚合硫酸鐵的原理相同。兩者的區(qū)別在于前者是對(duì)液體進(jìn)行噴霧霧化，后者是利用填料較大的比表面積來(lái)強(qiáng)化氣體吸收過(guò)程，提高反應(yīng)速度。由于原料硫酸亞鐵在生產(chǎn)和運(yùn)輸過(guò)程中經(jīng)?；烊腚s質(zhì)，對(duì)聚合硫酸鐵的生產(chǎn)設(shè)備提出了更高的要求。使用填料塔法時(shí)，原料無(wú)需預(yù)處理即可直接用于生產(chǎn)。另外，填料塔法可以在較低的溫度和常壓下進(jìn)行生產(chǎn)，具有安全方便的特點(diǎn)。氮氧化物在催化氧化過(guò)程中消耗很少，可以回收利用，不會(huì)造成浪費(fèi)或污染。