一种亚铁空气氧化反应催化剂制造技术

本发明专利技术公开了一种亚铁空气氧化反应催化剂，以重量份为计，包括：亚硝酸盐10～30份、可溶性铜盐10～20份、氧化性强酸2～10份、铜络合剂8～20份、铜离子稳定剂2～8份、防霉剂0.3～0.8份、去离子水32～49份。该催化剂中的各组分能够同时与三价铁离子和氧分子发生作用，降低了反应过程的活化能，从而大幅度提高三价铁氧化反应的速度，缩短氧化反应时间。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种亚铁空气氧化反应催化剂，以重量份为计，包括：亚硝酸盐10～30份、可溶性铜盐10～20份、氧化性强酸2～10份、铜络合剂8～20份、铜离子稳定剂2～8份、防霉剂0.3～0.8份、去离子水32～49份。该催化剂中的各组分能够同时与三价铁离子和氧分子发生作用，降低了反应过程的活化能，从而大幅度提高三价铁氧化反应的速度，缩短氧化反应时间。【专利说明】一种亚铁空气氧化反应催化剂
本专利技术涉及含有高含量亚铁离子的废水处理剂，更具体地说，涉及一种亚铁空气氧化反应催化剂。
技术介绍
钢板或其它钢铁组件在酸洗时，产生含有大量亚铁离子和三价铁离子的废水，该废水除被部分利用制造聚铁产品或制造氧化铁粉，大部分的废水因不能被利用而必须进行中和沉淀处理。酸洗废水在被中和时，水溶液的PH超过8亚铁离子才开始产生沉淀，完全沉淀的PH值约为11左右。三价铁离子在PH超过3.5时，开始有沉淀，完全沉淀的PH为6。亚铁离子沉淀的PH区间远高于三价铁离子区间，同时处理的难度较大。如在处理酸洗废水时，将废水的PH调到11多，虽可以使亚铁离子沉淀，但中和剂的浪费严重，而且该股废水沉淀后还需用酸调至中性，浪费严重。而且亚铁是两性金属离子，在高PH值会溶解，导致铁离子超标。如在酸洗废水经中和后PH为8—9时，三价铁离子沉淀，但废水中亚铁离子未完全沉淀，废水在后续处理时亚铁被空气中氧气逐步氧化成三价铁离子，废水逐步显棕色，不仅铁离子超标，感官感觉较差。此外，亚铁离子即使形成氢氧化亚铁沉淀，但其沉淀疏松和破碎，导致其在后续的沉淀池中难于沉淀，导致沉淀池出水中铁离子超标。因此，当酸洗废水中含有大量亚铁离子，用中和沉淀法处理时，废水处理后很难达标排放。只有将亚铁离子大部分氧化成三价铁离子后进行中和沉淀，才能确保酸洗废水处理后达标排放。现有在酸洗废水中亚铁氧化成三价铁离子的现有方法分为:氧化剂氧化和空气氧化。氧化剂氧化的成本很高，在酸洗废水处理中应用该法是不现实的。用空气氧化酸洗废水中亚铁离子，该方法成本较低，但时间太长，一般完全氧化需要数小时，酸洗废水在中和池中停留时间不可能达到数小时。因此研发一种加快亚铁空气氧化反应速度的催化剂是十分必要的，该产品加快亚铁氧化成三价铁离子的速度，缩短氧化反应时间，使在酸洗废水处理工艺中亚铁离子空气氧化反应成三价铁离子的方法具有可行性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺点，本专利技术的目的是提供一种亚铁空气氧化反应催化剂，能够在酸洗废水处理工艺中加快亚铁氧化成三价铁离子的速度。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:该铁空气氧化反应催化剂，以重量份为计，包括:亚硝酸盐10?30份、可溶性铜盐10?20份、氧化性强酸2?10份、铜络合剂8?20份、铜离子稳定剂2?8份、防霉剂0.3?0.8份、去尚子水32?49份。所述的亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾。所述的可溶性铜盐为硫酸铜、氯化铜、硝酸铜或上述铜盐的络合物。所述的氧化性强酸为硝酸。所述的铜络合剂为酒石酸、柠檬酸、EDTA或氢氰酸钠。所述的铜离子稳定剂为二乙烯三胺或羟基亚乙基二膦酸。所述的防霉剂为双氧水。在上述技术方案中，本专利技术的亚铁空气氧化反应催化剂，以重量份为计，包括:亚硝酸盐10?30份、可溶性铜盐10?20份、氧化性强酸2?10份、铜络合剂8?20份、铜离子稳定剂2?8份、防霉剂0.3?0.8份、去离子水32?49份。该催化剂中的各组分能够同时与三价铁离子和氧分子发生作用，降低了反应过程的活化能，从而大幅度提高三价铁氧化反应的速度，缩短氧化反应时间。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的各实施例的试验参数对比表。【具体实施方式】下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。本专利技术的亚铁氧化反应催化剂，其包括下述重量份的组分:亚硝酸盐(例如但不限于亚硝酸钠或亚硝酸钾等)10?30份、可溶性铜盐(例如但不限于硫酸铜、氯化铜、硝酸铜或上述铜盐的络合物)10?20份、氧化性强酸(例如但不限于硝酸等)2?10份、铜络合剂(例如但不限于酒石酸、柠檬酸、EDTA或氢氰酸钠等)8?20份、铜离子稳定剂(例如但不限于二乙烯三胺或羟基亚乙基二膦酸等)2?8份、防霉剂0.3?0.8份、去离子水32?49份。在上述组分中，通过使用性能优良的亚硝酸盐、可溶性铜盐、强氧化性酸或铜离子络合剂等复配，可产生优良的协同效应，具有优越的亚铁离子氧化反应催化性能。在上述组分中包含了亚硝酸离子，该离子内含有可变价的氮元素，亚硝酸离子与亚铁离子形成中间产物，利于亚铁离子氧化。上述组分中还包含铜离子，铜离子可在一价和二价间变化，可以降低氧分子分开变成氧原子的活化能，提高氧化反应速度，其它成分为辅助组分。亚硝酸盐是一种优良的亚铁离子氧化反应催化剂，在用亚铁盐制造聚铁的过程中应用硝酸盐作为催化剂，但该反应条件为高温和高压，在酸洗废水处理过程中不可能使用该反应条件。高温高压的主要作用是增加水中氧气溶解度和有利于氧气分离为氧原子。在水溶液中的亚铁离子被空气氧化过程中，氧气分子分离成氧原子是整个反应过程的控制步骤。因为氧分子分离成氧原子的活化能很高，常温下分离速度很慢。由于含有可溶性铜盐，并有铜络合剂与之配合，铜离子可在正一价和正二价间变动，具有变价的铜离子与氧气结合成中间体，可大幅度降低氧气分离成氧原子的活化能，大幅度提高亚铁离子被空气中氧气氧化的速度。上述组分中还包括了氧化性酸、铜离子稳定剂和防霉剂，以上成份主要起辅助作用，可以根据现场需求添加。氧化性酸可以使本专利产品保持稳定，如使用氧化性酸，还可以参与亚铁离子的氧化反应。铜离子稳定剂主要与铜离子发生络合反应，使一价铜离子可以稳定存在，并避免铜离子被沉降或被活性金属置换。并提高铜离子的催化效率。防霉剂可选用双氧水，其作用为抑制水中的微生物并具有一定的氧化性。去离子水即为脱盐水，主要作用为溶解药剂。实施例1亚铁氧化反应催化剂的配制(以重量计):将20份亚硝酸钠，15份硫酸铜，5份硝酸，15份柠檬酸，5份羟基亚乙基二膦酸，0.5份左右的防霉剂，39.5份去离子水分别加入IOOOml的烧杯中，搅拌均匀即得到所需的催化剂。试验用水的配制:称取4.536克氯化亚铁，溶于IOOOml去离子水中，用盐酸将该水调节至PH为1.0,即得模拟酸洗废水。将该水用石灰乳中和至PH值5— 6，即得试验用水，模拟现场酸性废水工况。试验过程:采用空气氧化法氧化亚铁,在试验用水中加入200ml亚铁氧化反应催化剂，往烧杯中充分曝气并搅拌，每个15分钟取样分析其中的亚铁离子含量。实施例2亚铁氧化反应催化剂的配制(以重量计):将25份亚硝酸钾，15份氯化铜、3份硝酸，15份柠檬酸、5份羟基亚乙基二膦酸，0.5份左右的防霉剂，36.5份去离子水分别加入IOOOml的烧杯中，搅拌均匀即得到所需的催化剂。试验用水和试验过程参照实施例1。实施例3亚铁氧化反应催化剂的配制(以重量计):将25份亚硝酸钠，15份硝酸铜、4份硝酸、15份酒石酸、4份二乙烯三胺五亚甲基膦酸，0.5份左右的防霉剂，36.5份去离子水分别加入IOOOml的烧杯中，搅拌均匀即得到所需的催化剂。试验用水和试验过程参照实施例1。实施例4亚铁氧化反应催化剂的配制(以重量计):将20份亚硝酸钠，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亚铁空气氧化反应催化剂，其特征在于：以重量份为计，包括：亚硝酸盐10～30份、可溶性铜盐10～20份、氧化性强酸2～10份、铜络合剂8～20份、铜离子稳定剂2～8份、防霉剂0.3～0.8份、去离子水32～49份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏，朱诚，钟铭，黄振艺，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31