锰砂是水中铁离子氧化的催化剂

较早的除铁理论提出：锰砂表面的二氧化锰是亚铁离子氧化的催化剂，这个观点后来被发展为锰砂曝气除铁经典理论，这个理论认为锰砂的除铁过程有以下两点：

1、锰砂表面的二氧化锰被水中溶解氧氧化为七价锰的氧化物。

2、七价锰的氧化物将水中二价铁氧化为三价铁，同时自身还原为二氧化锰，用反应式表达为：

3MnO₂+O₂→MnO·Mn₂O₇

MnO·Mn₂O₇+4Fe²⁺+2H₂O→3MnO₂+4Fe³⁺+4OH^-

由于锰砂接触氧化法除铁不要求曝气，原水可直接进入滤池过滤，因而，可省去反应池和沉淀池，受到普遍推广。但是，在长期实践中人们发现了许多与上述理论矛盾的现象。如：

1、在除铁过程中，锰砂表面逐步被棕黄色的铁质化合物所包裹，但除铁效能并未因锰砂表面被覆盖而减弱。

2、锰砂初期除铁效果并不好，只有经过一段时间的运行后，锰砂表面被铁锈所覆盖，才开始具有稳定的除铁能力。

3、锰砂滤层反冲洗时，如果反冲洗强度过大，时间过长，则其过滤水质变差。

这三个现象都可说明：表面清洁的锰砂除铁效果并不好，表面越洁净，对亚铁离子的催化作用越小。这使人们产生了怀疑，锰砂对亚铁离子的氧化是否有催化作用。