一種高鐵酸鹽的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高鐵酸鹽的制備方法。
【背景技術】
[0002]高鐵酸鹽(MFe04)是一種無機強氧化劑，其氧化性可以應用于漂白、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城具有明顯的應用潛力。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于使高鐵酸鹽實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，推動其在水處理行業(yè)中的應用，在廣泛考察前人制備方法的基礎上，結合國內所需合成原料的性能、價格情況，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，在反應溫度為30-80°C的條件用質量體積比為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，在反應條件為50°C以上、常壓條件下對鐵鹽進行改性；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)的反應器中，將改性后的三價鐵鹽投入氧化溶液中，控制反應溫度在5-50°C之間，反應0.5-2小時，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)品質量穩(wěn)定、成本低廉。采用廉價的亞鐵鹽，經(jīng)過改性處理得到反應活性較高的三價鐵氧化物，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，經(jīng)試驗證明這些雜質不會影響高鐵酸鹽在水處理中的應用。
[0006]這種制備高鐵酸鹽的工藝幾乎將低價鐵全部氧化為六價鐵，而且步驟簡單，反應在常溫下進行，易于控制；反應中產(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晶沉淀出來，分離簡單；反應后余液可以回收利用，降低了高鐵酸鹽的造價。上述改進的制備方法制得的高鐵酸鹽較穩(wěn)定，容易儲存和運輸。本發(fā)明的制備方法易于實現(xiàn)，可以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)高鐵酸鹽，產(chǎn)品在水處理行業(yè)有廣闊的應用前景，經(jīng)濟效益可觀。
[0007]本發(fā)明制備的高鐵酸鹽產(chǎn)品，由于具有強氧化性并同時具有絮凝劑的特點，對天然水體中的多種污染物有廣譜的去除作用。試驗結果表明，高鐵酸鹽預氧化處理具有氧化、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是一種給水處理技術，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處理藥劑，通過高鐵酸鹽的預氧化達到全面改善出水水質的目的。
[0009]利用本發(fā)明的高鐵酸鹽進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合藥劑配制成一定濃度的使用溶液，然后通過投加設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合藥劑由以下藥劑中的一種或幾種復合而成: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。高鐵酸鹽及其復合藥劑的投加點可以是給水處理廠混凝反應池前的任意可投加點。
[0010]本發(fā)明的原理是，在對飲用水源(包括地表水、地下水)進行混凝沉淀處理時，采用制備的高鐵酸鹽或通過與其它的無機鹽類進行復合形成的復合藥劑進行預氧化處理，通過高鐵酸鹽的預氧化作用及其分解后產(chǎn)生的水解產(chǎn)物的絮凝作用，達到去除有機污染物、滅活藻類、殺菌、消毒、助凝、共沉重金屬的作用。其特點是能夠經(jīng)濟、高效地去除水中的多種污染物。本發(fā)明通過在不同水質的地表水水源為對象進行了小試、中試試驗，系統(tǒng)研究了高鐵酸鹽預氧化除污染技術對水中污染物的去除效能。考察了高鐵酸鹽水處理藥劑及其復合藥劑的最佳配比，溶液的配制濃度、投加方式、投加位置、處理時間等相關的技術參數(shù)，研究了該除污染技術對各種水質的影響規(guī)律。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點為:高效，經(jīng)濟、運行管理方便，適合中國國情，該技術不需要增加大型的設備，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)水廠推廣應用。
[0012]【具體實施方式】:
【具體實施方式】一:配制5-50%的硫酸亞鐵溶液(采取濃度為質量體積比)，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，將反應體系升溫至50°C以上，緩慢加入稍過量的碳酸鉀溶液，反應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，生成的反應物為棕紅色鐵泥，反應完成后使其自然降溫，將上面的鐵泥進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，控制反應溫度在5-50°C之間，反應
0.5-2小時，將反應體系離心過濾，獲得黑色固體即為高鐵酸鹽，反應余液繼續(xù)溶入氫氧化鉀，重復使用。
[0015]【具體實施方式】二:本實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。在水質惡化期，如色度升高，嗅、味嚴重、出廠水水質不能得到保證，在混凝劑投加之前投加高鐵酸鹽，經(jīng)過混合反應后可以使色度降低至國家水質標準要求之下，嗅、味完全去除。
【主權項】
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，在反應溫度為30-80°C的條件用質量體積比為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，在反應條件為50 °C以上、常壓條件下對鐵鹽進行改性；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)的反應器中，將改性后的三價鐵鹽投入氧化溶液中，控制反應溫度在5-50°C之間，反應0.5-2小時，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，在反應溫度為30-80℃的條件用質量體積比為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，在反應條件為50℃以上、常壓條件下對鐵鹽進行改性；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)的反應器中，將改性后的三價鐵鹽投入氧化溶液中，控制反應溫度在5-50℃之間，反應0.5-2小時，離心過濾，獲得高鐵酸鹽。
【IPC分類】C02F1/72
【公開號】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