1.电解法:由硫酸铵和硫酸配制成电解液,经除杂质后进行电解,HSO4-在阳极放电而生成过二硫酸,再与硫酸铵反应生成过硫酸铵,当阳极液中过硫酸铵含量达到一定浓度,经过滤、结晶、离心分离、干燥制得过硫酸铵成品。其反应方程式如下:
阳极反应:
阴极反应:
2.经过除铁和除杂质后的精制电解液,由高位槽连续进入隔膜电解槽,电解液的组成为:阴极液为硫酸280~340kg/m3;硫酸铵180~210kg/m3。阳极液为硫酸110~140kg/m3;硫酸铵300~340kg/m3。通常阳极的电流密度为20~25A/L,槽电压为5.5~5.8V,电解温度控制在25~30℃。槽电压过高,易使已生成的过二硫酸水解成过硫酸而降低电流效率;槽温过低,易析出过硫酸铵结晶,堵塞管路。为了提高电流效率,通常添加硫氰酸铵,其量约为电解液的0.015%~0.03%。电解后,阳极液中的过硫酸铵含量应达到220~260kg/m3,收集于阳极液储槽后,经过滤加入结晶器内,在搅拌下,通入冷冻剂进行间接冷冻,使过硫酸铵结晶。待温度降至-8~-12℃时,停止冷冻。然后离心分离,再经干燥,即得成品。母液循环使用。电解法的电流效率约为84%~85%。
3.电解硫酸铵的硫酸溶液可制得过二硫酸铵。电解装置为一放在烧杯中的带底的容积为80~100mL的素烧瓷筒,素瓷筒内装入阳极液,烧杯与素瓷筒之间装阴极液。铂丝制成的螺旋状阳极插入阳极液中,以铅板制成的圆筒状的阴极置于素瓷筒外的阴极液中。将硫酸铵溶解在浓度为2mol/L的稀硫酸中制成饱和溶液,并以此溶液为阳极液,阴极液为等体积浓硫酸与水混合形成的稀硫酸溶液。烧杯放在冷水中冷却,在电解过程中保持阳极液的温度在10~20℃的范围内。在电流为2~3A下电解一段时间后,在素瓷筒中即会有过二硫酸铵的结晶析出。经3~4h后,将阳极液中的全部结晶取出并用玻璃砂芯漏斗过滤,在40℃以下的温度下进行真空干燥,即可得到过二硫酸铵产品。滤液经用硫酸铵饱和后,可再装入素瓷筒中继续电解。经2~3次反复后,阳极液中硫酸过剩较多,可在冷却的条件下用以硫酸铵饱和的氨水中和部分硫酸。经几次反复后,阴极液中的硫酸浓度会大大降低,甚至变为碱性,此时必须更换阴极液,否则电流会迅速减弱。
4.制法 将硫酸铵饱和溶液和硫酸混合,滤去不溶物,作为电解液,以铂作为电极,电解温度维持在35~45℃为宜,电压12A 左右,HSO4-子在阳极失电子生成过二硫酸,再与硫酸铵反应生成过硫酸铵,总反应式为:
当电解液中过硫酸铵达到一定浓度,调节PH=7~8,然后将电解液过滤,滤液冷却结晶,结晶用少量冷水洗涤至合格后甩干,在40℃以下干燥,得试剂过硫酸铵。