聚合硫酸鐵的生產(chǎn)方法主要分為催化氧化法和直接氧化法，催化氧化法即在催化劑作用下,利用空氣將亞鐵離子氧化成鐵離子,再經(jīng)水解、聚合反應(yīng)生產(chǎn)聚合硫酸鐵的方法。直接氧化法即采用強(qiáng)氧化劑將亞鐵離子直接氧化為鐵離子。同樣經(jīng)過(guò)水解、聚合反應(yīng)生成聚合硫酸鐵的方法。但是直接氧化法生產(chǎn)的聚合硫酸鐵在噴霧干燥及溶解過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激性氣味。刺激性氣味的產(chǎn)生主要有兩種,一種情況是在固體聚合硫酸鐵噴霧干燥階段產(chǎn)生的，此種情況下廠房?jī)?nèi)都有刺激性氣味:另一種情況是在固體產(chǎn)品溶解中產(chǎn)生的刺激性氣味,此種情況下氣味及其強(qiáng)烈,操作人員有時(shí)甚至無(wú)法繼續(xù)工作,須帶防毒面具才能繼續(xù)工作。那么如何去除這種氣味呢？

由于該氣味刺激性強(qiáng)烈,和氯化氫等氣味相似,揮發(fā)較快,工作人員判斷應(yīng)是氨系化合物的混合氣體。該混合氣體是在液體聚合硫酸鐵的生產(chǎn)過(guò)程中殘留的氧化劑氨酸鈉經(jīng)加熱等條件下產(chǎn)生的。所以控制的關(guān)鍵在于液體聚合硫酸鐵的生產(chǎn)過(guò)程控制。

液體聚合硫酸鐵的生產(chǎn)過(guò)程分析及除味方法
第一,生產(chǎn)原理。液體聚合硫酸鐵的生產(chǎn)主要經(jīng)歷氧化、水解和聚合三個(gè)階段,并伴隨其它副反應(yīng),
氧化階段反應(yīng)式為:6FeSO₄+NaClO₃+3H₂SO₄= 3Fe₂ (SO4)₃+NaCl+ 3H₂O.... (1) ,
水解階段反應(yīng)式為: Fe₂ ( SO₄ ) ₃+ nH₂O=Fe₂ (OH)n(SO4)₃-n/2+0.5nH₂O₄... (2),
聚合階段反應(yīng)式為 : mlFe₂(OH)_n(SO₄ ) 3-n/2]=[Fe₂(OH)n(SO₄)₃-/2m.. (3)，
三個(gè)階段的反應(yīng)同時(shí)存在于反應(yīng)釜中,通過(guò)對(duì)反應(yīng)條件的控制使有利于這三個(gè)反應(yīng)的副反應(yīng)得到加強(qiáng),不利于這三個(gè)反應(yīng)的副反應(yīng)得到抑制,從而是總反應(yīng)朝著我們預(yù)期的方向進(jìn)行,即6FeSO₄+NaClO₃+3 ( 1-0.5n) H₂SO₄+3 ( n-1 ) H2O= NaCl+3Fe₂(OH)n(SO₄)3-/..(4).第二,液體聚合硫酸鐵的除味方法分析。通過(guò)上述的研究得知，氣味主要是氧化劑反應(yīng)不完全造成的，即(1 )式中氨酸鈉的殘留造成的。為為減少剌激性氣味的產(chǎn)生,必須控制反應(yīng)式( 1 )的反應(yīng)過(guò)程,減少氧化劑的投加量勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致硫酸亞鐵氧化不完全、反應(yīng)不徹底等問(wèn)題。綜上所述,得出的結(jié)論是更換氧化劑。過(guò)氧化氫氧化劑。采用過(guò)氧化氫作為氧化劑生產(chǎn)聚合硫酸鐵的方法,原理見(jiàn)反應(yīng)式2FeSO4+H2O2+ ( 1-n/2) H2SO4=Fe2 (OH)n(S04)3- n/2+ (2-n) H20.... (5 )得到紅棕色透明液體,密度為1.45g/cm3，全鐵含量為11.48% ,鹽基度為12.59% , pH ( 1%水溶液) 2.0 ,質(zhì)量達(dá)標(biāo)GB14591 -1993。說(shuō)明過(guò)氧化氫做氧化劑生產(chǎn)聚合硫酸鐵是可行的。但是在核算成本時(shí)發(fā)現(xiàn)以過(guò)氧化氫為氧化劑的生產(chǎn)成本過(guò)高。根本無(wú)法適應(yīng)大批量的生產(chǎn)。

鑒于以上條件得出,較佳的方案應(yīng)該是發(fā)揮過(guò)氧化氫效果的同時(shí)。使用適量氨酸鈉以降低成本,從而得到了氨酸鈉和過(guò)氧化氫復(fù)合使用的方案。復(fù)合氧化劑。使用方法是將定量硫酸亞鐵加入反應(yīng)釜中,并加水?dāng)嚢枋蛊涑浞秩芙?加濃硫酸,然后滴加氨酸鈉，加入氨酸鈉后10分鐘，檢驗(yàn)熟化度,符合標(biāo)準(zhǔn)后再加入過(guò)氧化氫,繼續(xù)攪拌,待反應(yīng)完全后可出料,大約需要5個(gè)小時(shí)。過(guò)氧化氫和氨酸鈉不同投加比例時(shí),所得到產(chǎn)品的成本及達(dá)標(biāo)情況。其中,過(guò)氧化氫為質(zhì)量分?jǐn)?shù)27%的溶液,氨酸鈉為質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%溶液。按不同比例加藥得到的液體聚合硫酸鐵產(chǎn)品均能達(dá)標(biāo),只是成本高低不同。由此確定聚合硫酸鐵生產(chǎn)方案中氧化劑的投加比例是20%的過(guò)氧化氫( 27% )和80%的氨酸鈉( 50%溶液)。

根據(jù)以上敘述,在直接氧化法生產(chǎn)聚合硫酸鐵工藝中,采用過(guò)氧化氫代替一部分氨酸鈉的方法確實(shí)可行。 該方法不僅解決了聚合硫酸鐵生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題,同時(shí)也為其開(kāi)創(chuàng)氧化劑復(fù)配使用的新的領(lǐng)域。該方法的關(guān)鍵在于控制好加藥比例,通過(guò)調(diào)整加藥比例可以保證除味的同時(shí)盡可能的節(jié)約成本。