一種高鐵酸鹽的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高鐵酸鹽的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高鐵酸鹽(MFe04)是一種無機(jī)強(qiáng)氧化劑，其氧化性可以應(yīng)用于漂白、滅菌等許多方面。近年來的研究發(fā)硯，高鐵酸鹽在飲用水除污染領(lǐng)城具有明顯的應(yīng)用潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于使高鐵酸鹽實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，推動(dòng)其在水處理行業(yè)中的應(yīng)用，在廣泛考察前人制備方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)所需合成原料的性能、價(jià)格情況，提出了一種可用于商業(yè)化生產(chǎn)高鐵酸鹽的制備方法。
[0004]本發(fā)明可以采用下述方法制備高鐵酸鹽:以亞鐵鹽為原料，在反應(yīng)溫度為30-80°C的條件用質(zhì)量體積比為30%的過氧化氫將亞鐵鹽氧化為鐵鹽，再用碳酸鉀和磷酸鉀作為改性劑，在反應(yīng)條件為50°C以上、常壓條件下對鐵鹽進(jìn)行改性；將氯氣與空氣的混合氣體通入氫氧化鉀溶液中，然后再向溶液中溶入氫氧化鉀，并加入碘化鉀、在40°C以下制備氧化劑溶液；將氧化溶液放置于有冷卻系統(tǒng)的反應(yīng)器中，將改性后的三價(jià)鐵鹽投入氧化溶液中，控制反應(yīng)溫度在5-50°C之間，反應(yīng)0.5-2小時(shí)，離心過濾，獲得高鐵酸鹽。
[0005]本發(fā)明主要來用工業(yè)純硫酸亞鐵(硫酸鐵、氯化鐵、氯化亞鐵)、過氧化氫，過氧化鉀(氫氧化鈉、氫氧化鈣)、氯氣、碳酸鉀(碳酸氫鉀)為主要原料，經(jīng)過改性、氧化等步驟，制備高鐵酸鹽。本發(fā)明工藝簡單、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、成本低廉。采用廉價(jià)的亞鐵鹽，經(jīng)過改性處理得到反應(yīng)活性較高的三價(jià)鐵氧化物，再經(jīng)過氧化過程制備高鐵酸鹽，產(chǎn)品中的主要成分是高鐵酸鉀，另外含有少量的鉀鹽等雜質(zhì)，經(jīng)試驗(yàn)證明這些雜質(zhì)不會(huì)影響高鐵酸鹽在水處理中的應(yīng)用。
[0006]這種制備高鐵酸鹽的工藝幾乎將低價(jià)鐵全部氧化為六價(jià)鐵，而且步驟簡單，反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，易于控制；反應(yīng)中產(chǎn)生的廢料較少，易于處理。由于生成的高鐵酸鹽能夠迅速結(jié)晶沉淀出來，分離簡單；反應(yīng)后余液可以回收利用，降低了高鐵酸鹽的造價(jià)。上述改進(jìn)的制備方法制得的高鐵酸鹽較穩(wěn)定，容易儲(chǔ)存和運(yùn)輸。本發(fā)明的制備方法易于實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)高鐵酸鹽，產(chǎn)品在水處理行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景，經(jīng)濟(jì)效益可觀。
[0007]本發(fā)明制備的高鐵酸鹽產(chǎn)品，由于具有強(qiáng)氧化性并同時(shí)具有絮凝劑的特點(diǎn)，對天然水體中的多種污染物有廣譜的去除作用。試驗(yàn)結(jié)果表明，高鐵酸鹽預(yù)氧化處理具有氧化、吸附、共沉、消毒、殺菌、除藻等多功能的凈水效能，相對常規(guī)混凝處理，水中有機(jī)污染物和重金屬的去除效率提高50%左右，除藻效果提高一倍。
[0008]高鐵酸鹽水處理藥劑除污染技術(shù)是一種給水處理技術(shù)，本發(fā)明的特征是用上述制備的高鐵酸鹽作為給水處理的預(yù)處理藥劑，通過高鐵酸鹽的預(yù)氧化達(dá)到全面改善出水水質(zhì)的目的。
[0009]利用本發(fā)明的高鐵酸鹽進(jìn)行除污染的工藝流程是:首光將高鐵酸鹽水處理藥劑或其復(fù)合藥劑配制成一定濃度的使用溶液，然后通過投加設(shè)備定量地投加于取水口、混合池、源水輸送管道等。所述高鐵酸鹽或其復(fù)合藥劑由以下藥劑中的一種或幾種復(fù)合而成:氧化鈣、氫氧化鈣、氯化鈣、粉末活性炭、高錳酸鹽、氯化鐵、次氯酸鈣、硫酸鋁、聚合鋁、聚合鐵、活化硅酸、聚合硅鋁、聚合硅鐵、硫酸鐵。高鐵酸鹽及其復(fù)合藥劑既能溶解后投加也能以固體形式投加。高鐵酸鹽及其復(fù)合藥劑的投加點(diǎn)可以是給水處理廠混凝反應(yīng)池前的任意可投加點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明的原理是，在對飲用水源(包括地表水、地下水)進(jìn)行混凝沉淀處理時(shí)，采用制備的高鐵酸鹽或通過與其它的無機(jī)鹽類進(jìn)行復(fù)合形成的復(fù)合藥劑進(jìn)行預(yù)氧化處理，通過高鐵酸鹽的預(yù)氧化作用及其分解后產(chǎn)生的水解產(chǎn)物的絮凝作用，達(dá)到去除有機(jī)污染物、滅活藻類、殺菌、消毒、助凝、共沉重金屬的作用。其特點(diǎn)是能夠經(jīng)濟(jì)、高效地去除水中的多種污染物。本發(fā)明通過在不同水質(zhì)的地表水水源為對象進(jìn)行了小試、中試試驗(yàn)，系統(tǒng)研究了高鐵酸鹽預(yù)氧化除污染技術(shù)對水中污染物的去除效能?？疾炝烁哞F酸鹽水處理藥劑及其復(fù)合藥劑的最佳配比，溶液的配制濃度、投加方式、投加位置、處理時(shí)間等相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，研究了該除污染技術(shù)對各種水質(zhì)的影響規(guī)律。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:高效，經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行管理方便，適合中國國情，該技術(shù)不需要增加大型的設(shè)備，不需改變現(xiàn)有的常規(guī)處理工藝流程，易于在我國大多數(shù)水廠推廣應(yīng)用。
[0012]【具體實(shí)施方式】:
【具體實(shí)施方式】一:配制5-50%的硫酸亞鐵溶液(采取濃度為質(zhì)量體積比)，配制5-50%的碳酸鉀溶液，溶入少量的Κ3Ρ04。將硫酸亞鐵溶液緩慢加熱至30-80°C，緩慢攪拌，緩慢加入一定量30 %的過氧化氫，繼續(xù)緩慢攪拌，將反應(yīng)體系升溫至50°C以上，緩慢加入稍過量的碳酸鉀溶液，反應(yīng)過程中有氣泡生成并有膨脹現(xiàn)象，緩慢攪拌，使氣泡逐漸釋放，生成的反應(yīng)物為棕紅色鐵泥，反應(yīng)完成后使其自然降溫，將上面的鐵泥進(jìn)行離心過濾脫水備用。
[0013]配制1-40%濃度的氫氧化鉀溶液，放置于有冷卻系統(tǒng)的容器中，保持反應(yīng)器中溶液的溫度在50-60°C，向系統(tǒng)中通入氯氣與空氣的混合氣體(1: 1)，緩慢攪拌，過濾除去不溶物，在冷卻狀態(tài)下，向溶液中緩慢溶入氫氧化鉀固體至濃度達(dá)10-50%，再次過濾，向溶液中溶入少量碘化鉀固體，制得氧化劑溶液。
[0014]將氧化溶液放置于有冷卻系統(tǒng)的反應(yīng)器中，緩慢攪拌、冷卻，將鐵泥投入氧化溶液中，迅速攪拌使鐵泥在溶液中分散，然后緩慢攪拌，控制反應(yīng)溫度在5-50°C之間，反應(yīng)
0.5-2小時(shí)，將反應(yīng)體系離心過濾，獲得黑色固體即為高鐵酸鹽，反應(yīng)余液繼續(xù)溶入氫氧化鉀，重復(fù)使用。
[0015]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式以地表水為源水的給水處理廠為例，采用常規(guī)混凝沉淀工藝處理。在水質(zhì)惡化期，如色度升高，嗅、味嚴(yán)重、出廠水水質(zhì)不能得到保證，在混凝劑投加之前投加高鐵酸鹽，經(jīng)過混合反應(yīng)后可以使色度降低至國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求之下，嗅、味完全去除。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高鐵酸鹽的制備方法，其特征在于它按照下述步驟制備高鐵酸鹽:以亞鐵鹽為原料，在反應(yīng)溫度為30-80°C的條件用質(zhì)量體積比為30%的過氧化氫將亞鐵鹽氧化為鐵鹽，再用碳酸鉀和磷酸鉀作為改性劑，在反應(yīng)條件為50 °C以上、常壓條件下對鐵鹽進(jìn)行改性；將氯氣與空氣的混合氣體通入氫氧化鉀溶液中，然后再向溶液中溶入氫氧化鉀，并加入碘化鉀、在40°C以下制備氧化劑溶液；將氧化溶液放置于有冷卻系統(tǒng)的反應(yīng)器中，將改性后的三價(jià)鐵鹽投入氧化溶液中，控制反應(yīng)溫度在5-50°C之間，反應(yīng)0.5-2小時(shí)，離心過濾，獲得1?鐵酸鹽。
【專利摘要】一種高鐵酸鹽的制備方法，以亞鐵鹽為原料，在反應(yīng)溫度為30-80℃的條件用質(zhì)量體積比為30％的過氧化氫將亞鐵鹽氧化為鐵鹽，再用碳酸鉀和磷酸鉀作為改性劑，在反應(yīng)條件為50℃以上、常壓條件下對鐵鹽進(jìn)行改性；將氯氣與空氣的混合氣體通入氫氧化鉀溶液中，然后再向溶液中溶入氫氧化鉀，并加入碘化鉀、在40℃以下制備氧化劑溶液；將氧化溶液放置于有冷卻系統(tǒng)的反應(yīng)器中，將改性后的三價(jià)鐵鹽投入氧化溶液中，控制反應(yīng)溫度在5-50℃之間，反應(yīng)0.5-2小時(shí)，離心過濾，獲得高鐵酸鹽。
【IPC分類】C02F1/72
【公開號(hào)】CN105314727
【申請?zhí)枴緾N201410232772
【發(fā)明人】談麗娜
【申請人】談麗娜
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年5月29日