聚合硫酸鐵（簡(jiǎn)稱取聚鐵或SPFS）是一種堿性硫酸鹽，是當(dāng)今新一代環(huán)保產(chǎn)品，它具有很強(qiáng)的高價(jià)多核聚合鐵絡(luò)離子，它們具有很強(qiáng)的中和懸浮顆粒上電荷的能力，降低膠團(tuán)電位，較高的電位使之膠穩(wěn)，并水解成為絮狀的羥基鐵化合物，它具有較大的比表面積及較強(qiáng)的吸附能力。所以說它是一種新型無機(jī)高分子混凝劑。根據(jù)該產(chǎn)品的自身特點(diǎn)，與其它無機(jī)絮凝劑相比，具有絮凝物顆粒大，沉降速度快，易分層澄清，適用pH的范圍廣等特點(diǎn)，對(duì)水中的懸浮物、有機(jī)物、硫化物、重金屬的去除效果好，具有脫色、除臭、破乳及污泥脫水等功能，特別是COD去除功能大大的優(yōu)于其它凈水產(chǎn)品。該產(chǎn)品無毒，腐蝕性小，使用后不會(huì)造成二次污染。它可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)用水的除濁以及礦山、印染、造紙、食品、皮革等工業(yè)廢水的處理。它與傳統(tǒng)的凈水劑硫酸亞鐵或硫酸鋁比較，聚合硫酸鐵具有以下特點(diǎn)：投藥量少；適應(yīng)能力強(qiáng)，對(duì)各種水質(zhì)條件都能獲得良好的效果；絮凝速度快、礬花大、沉降迅速；具有脫色、除菌、 除放射性元素、降重金屬離子、降低COD及BOD的功能；是目前使用效果較好的陽離子型無機(jī)高分子絮凝劑。

圖1 為黃色聚合硫酸鐵粉末

1. 聚合硫酸鐵作為水處理劑對(duì)各種水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)微污染、含藻類、低溫低濁原水凈化處理效果顯著，對(duì)高濁度原水凈化效果尤佳。
2. 凈化后的水質(zhì)優(yōu)于硫酸鋁等無機(jī)混凝劑，凈水成本與之相比低15-30％。絮凝體形成快，沉降速度快。
3. 凈水效果優(yōu)良，水質(zhì)好，不含、氯及重金屬離子等有害物質(zhì)，亦無鐵離子的水相轉(zhuǎn)移，無毒，無害，安全可靠。
4. 適應(yīng)水體PH值范圍寬為4-11，PH值范圍為6-9，凈化后原水的PH值與總堿度變化幅度小，對(duì)處理設(shè)備腐蝕性小。
5. 腐蝕小，操作條件好，溶解性優(yōu)于硫酸鋁。
6. 處理水中鹽分較少，有利于離子交換處理和純水制備，混凝性能優(yōu)良，礬花密實(shí)，沉降速度快。
7. 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著。

聚合硫酸鐵（PFS）是在硫酸鐵分子族的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中插入羥基后形成的一種無機(jī)高分子絮凝劑，可有效去除水中的懸浮物、有機(jī)物、硫化物、亞硝酸鹽、膠體及金屬離子。聚合硫酸鐵具有除臭、破乳及污泥脫水等功能，對(duì)浮游微生物也有較好的去除作用。PFS處理含油污水的效果遠(yuǎn)比硫酸亞鐵顯著，且對(duì)金屬設(shè)備的腐蝕性較小，但產(chǎn)生的污泥量較多、出水帶色。

聚合硫酸鐵是硫酸鐵在水解絮凝過程中的中間產(chǎn)物之一。液體聚合硫酸鐵本身含有大量的聚合陽離子，如[Fe3(OH)4]5+、[Fe6(OH)12]6+、[Fe4O(OH)4]6+等，其在水溶液中存在著[Fe(H2O)6]3+、[Fe2(H2O)3]3+、[Fe(H2O)2]3+等絡(luò)合陽離子。它們通過羥基(OH)架橋形成多核絡(luò)離子，從而形成巨大的無機(jī)高分子化合物，相對(duì)分子量高達(dá)1×10⁵。

由于上述絡(luò)合離子的存在，PFS能夠強(qiáng)烈地吸附膠體微粒，通過粘附、架橋、交聯(lián)促使微粒絮凝。同時(shí)伴隨一系列的物理、化學(xué)變化，可中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，降低膠體的Zeta電位，從而破壞膠團(tuán)的穩(wěn)定性，使膠團(tuán)微粒相互碰撞而形成絮狀沉淀物。這種絮狀沉淀物表面積很大，極具吸附能力。由于PFS的這種既可吸附又可脫穩(wěn)、既有粘附又有架橋的作用，使之成為性能優(yōu)越的無機(jī)高分子絮凝劑。

聚合硫酸鐵的生產(chǎn)方式較多，有空氣氧化催化法、硫鐵礦渣加壓酸溶法、氯酸鉀氧化法、四氧化三鐵礦石酸溶氧化法等。
1、鈦白粉生產(chǎn)過程中有副產(chǎn)物硫酸亞鐵生成，將酸性溶液中的硫酸亞鐵，通過NO催化，空氣氧化為三價(jià)鐵離子，然后加入氫氧化鈉中和，在調(diào)整堿化度后，發(fā)生聚合反應(yīng)，可以制得65.85的產(chǎn)品。其反應(yīng)原理為：2NO+O2→2NO2 4FeSO4+(2-n)H2SO4+NO2→Fe2(OH)m(SO4)3-n/2+2(1-n)H2O
2、原料以工業(yè)硫酸廢液，催化劑以亞硝酸鈉，按照比例為（0.3-0.5）：1，在密閉容器中通入純氧，在55度至90度環(huán)境下反應(yīng)1.5-2小時(shí)。這種工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)相對(duì)溫和，但氧化時(shí)間長(zhǎng)、催化劑的價(jià)格高、用量大，反應(yīng)時(shí)還伴隨有氮氧化物的排出，從而造成環(huán)境污染。還因亞硝酸鈉的毒性限制該法的使用推廣。
3、將硫酸亞鐵和硫酸依次加到反應(yīng)釜中，加水?dāng)嚢?，配?8%-20%的溶液。升溫到50度通入氧氣，反應(yīng)壓力達(dá)到3.03*105Pa.先加入加入亞硝酸鈉，相當(dāng)于投加量的0.4%-1%，然后加入碘化鈉作助催化劑，反應(yīng)2-3小時(shí)。冷卻出料，可以得到液體產(chǎn)品，液體經(jīng)減壓蒸發(fā)、過濾、干燥、粉碎從而得到固體。
4、反應(yīng)塔法制備聚合硫酸鐵：目前國(guó)內(nèi)大部分都蟬蛹反應(yīng)釜法生產(chǎn)聚合硫酸鐵，存在反應(yīng)周期長(zhǎng)、設(shè)備腐蝕、日常維護(hù)任務(wù)重等缺陷。針對(duì)上訴問題，現(xiàn)在提出了反應(yīng)塔生產(chǎn)的工藝，取得了很好的效果。其方式為根據(jù)氧氣氧化硫酸亞鐵反應(yīng)的提點(diǎn)，采用了耐腐蝕材料制成的反應(yīng)塔，混合液在反應(yīng)塔中流動(dòng)時(shí)形成巨大的表面積，加強(qiáng)氣體的吸收，使其反應(yīng)速度加快。還可以加壓。加料部分為按照比例將硫酸亞鐵、硫酸、、水加入溶解槽中，升溫至硫酸亞鐵溶解，注入儲(chǔ)罐里，用耐腐泵將同業(yè)打入反應(yīng)塔，調(diào)節(jié)流量，同時(shí)加入氧氣和催化劑。對(duì)催化氧化聚合反應(yīng)產(chǎn)生的亞鐵離子檢測(cè)。亞鐵離子完全氧化后，反應(yīng)結(jié)束。最后將液體成品打入成品池中，剩余的催化劑和氧氣可以下次繼續(xù)使用。
5、氯酸鉀氧化法：6FeSO4+KC1O3+3H2SO4→3Fe(SO4)3+KC1+3H2O 該方式制備工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)溫和。氧化劑用量少，并且沒有有害氣體產(chǎn)生，但有氯酸鉀價(jià)格昂貴、鉀鹽雜質(zhì)等問題。