本发明专利技术公开了一种高价态铁锰复合杀菌剂及其制备方法，属于日用化工与消毒技术领域。本申请借助粉碎、碱熔、氧化及二次氧化、并利用产品在不同溶液、不同温度中的溶解度不同，通过添加稳定剂、结晶、过滤、重结晶，最终经不同步骤的洗脱并烘干而成。本发明专利技术产品在性能方面兼具高铁酸盐和高锰酸盐的特点，同时稳定性优于高铁酸钾，更适于在水产养殖方面的投加，且安全环保，具有非常重要的科学意义和应用价值。值。值。
【技术实现步骤摘要】
一种高价态铁锰复合杀菌剂及其制备方法
[0001]本专利技术涉及日用化工与消毒
，更具体的说是涉及水处理领域中用作微生物控制的高价态铁锰复合杀菌剂及其制备方法。
技术介绍
[0002]高锰酸盐，特别是高锰酸钾是常见的氧化剂，一般用作消毒剂和漂白剂，在医学领域也有广泛的应用，其中Mn以VII价呈现出强氧化性，在遇到有机物时释放出初生态氧和二氧化锰，初生态氧有杀菌、除臭、解毒作用，二氧化锰也能与蛋白质结合生成灰黑色络合物，从而提高其杀菌消毒的作用。
[0003]高铁酸盐，以高铁酸钾为例，是直到20世纪40年代，才为人们重视研究的新型水处理剂。其中，铁以VI价态表现出极强的氧化性，溶于水中能释放大量的原子氧，也就是前文所说的初生态氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒。与此同时，自身被还原成新生态的Fe(OH)3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物。实验证明，由于其强烈的氧化和絮凝共同作用，高铁酸盐的消毒和除污效果，全面优于含氯消毒剂和高锰酸盐。
[0004]目前对于这两种氧化物的合成均趋于成熟，常用的有熔融法、氧化法和电化学法，且高铁酸盐在通常条件下稳定性较差，容易分解，特别是溶于水形成溶液后，因此通常将其制成固体储存，但年分解率都在30％以上，而掺杂了高锰酸钾后的高铁酸钾，其电化学性能和稳定性都有所提高，年分解率小于8％(CN101428862)，同时有机铁化合物对高锰酸钾溶液也有稳定作用(CN106660823)，因此高价铁锰可以作为双向互补，共同增效。所见报导一般是利用合成法制备高铁酸钾后直接添加高锰酸钾而进行掺杂(CN101428862)，或者直接在高锰酸钾中或者合成出的高锰酸钾中添加铁盐，如有机铁(CN106660823)、氯化铁(CN105502615)和硝酸铁(CN104397026)，并未见到联合制备高锰酸盐及高铁酸盐混合物的报道。
[0005]因此，提供一种高价态铁锰复合杀菌剂及其联合制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种高价态铁锰复合杀菌剂及其联合制备方法，从最初的二氧化锰和铁元素化合物的混合物，或者铁锰矿石开始，经过粉碎，熔融，液态氧化，结晶，过滤，重结晶等工艺，最终制得品质稳定的高锰酸钾和高铁酸钾混合物。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种高价态铁锰复合杀菌剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1，将含二氧化锰和铁元素的物质进行粉碎，得到锰铁源化合物粉，测算其中铁元素和锰元素的含量；
[0010]S2，取S1中所得锰铁源化合物粉放入坩埚内，加入氢氧化钠，加热熔融，冷却后取
出，加入硝酸钠或过氧化钠熔剂，再次升温并在氮气保护下恒温反应，然后冷却至室温，得到钠盐混合物；
[0011]其有益效果在于：矿石中不免有一些不溶物杂质，氧化步骤需要先将锰铁转化为相应的溶解度大的钠盐，从而充分溶解在溶液中，过滤后除杂。本专利技术通过碱熔法将矿石转化为钠盐。具体分为两步，首先将锰铁矿通过碱熔方法消解，再添加硝酸钠或过氧化钠提高转化速率，降低反应温度，减少反应时间，有报道称同时添加氢氧化钠和硝酸钠或过氧化钠在高温情况下容易发生爆炸，因此首先将矿石消解掉再进行熔融反应可以保证反应条件在平缓、可控的范围内进行。
[0012]碱熔步骤的具体反应如下：
[0013]MnO2+NaNO3+2NaOH＝Na2MnO4+NaNO2+H2O
[0014]Fe2O3+3NaNO3+4NaOH＝Na2FeO4+3NaNO2+2H2O
[0015]MnO2+Na2O2＝Na2MnO4[0016]Fe2O3+3Na2O2＝2Na2FeO4+Na2O
[0017]S3，将氢氧化钠溶液和稳定剂加入容器中，混合均匀，然后降温至5℃；将S2中钠盐混合物分批缓慢加入，控制pH在13～14，温度在0℃～10℃，不断搅拌使钠盐混合物充分溶解；然后通入氯气，进行二次反应，并收集尾部废气；反应完成后进行过滤，得到过滤液；
[0018]其有意效果在于：通氯气的过程实际上进行的反应，其一是熔融后生成的锰酸钠与氯气反应生成高锰酸钠，其二是用氯气与碱液反应产生次氯酸钠，次氯酸钠再将碱熔反应产生的水合氧化铁进一步氧化成高铁酸钠，起到二次氧化增加产率提高活性物含量。具体反应如下：
[0019]2Na2MnO4+Cl2＝2NaMnO4+2NaCl
[0020]2NaOH+Cl2＝NaClO+NaCl+H2O
[0021][0022]S4，取S3所得过滤液，加入溶液A中，不断搅拌反应，然后通过减压过滤分离出固体；
[0023]其有益效果在于：钠盐因溶解度过大无法做成固体产品，因此本专利技术将钠盐转化为溶解度小的钾盐或者钾盐钡盐再通过溶解度不同从而析出晶体。
[0024]具体反应如下：
[0025]KOH+NaMnO4＝KMnO4+NaOH
[0026]2KOH+Na2FeO4＝K2FeO4+2NaOH
[0027]Ba(OH)2+2NaMnO4＝Ba(MnO4)2+2NaOH
[0028]Ba(OH)2+Na2FeO4＝BaFeO4+2NaOH
[0029]S5，将S4所得固体加入溶液B中进行洗涤，充分溶解后将洗涤液注入溶液C中，并冷却至0℃～5℃，沉降15min～30min，减压过滤，得到固体；所得固体通过有机溶剂初次洗涤后真空干燥至恒重，得到粗产品；粗产品通过有机溶剂再次洗涤，然后真空干燥至恒重，最终得到高价态铁锰复合杀菌剂。
[0030]S1中所述物质为二氧化锰和含铁化合物的混合物，或者软锰矿、铁矿石、锰铁矿、镜铁矿中的一种或几种混合；
[0031]所述粉碎要求为粉碎至目数100～300目。
[0032]其有意效果在于：当以矿石为原料时，矿石中一般含有多种元素，铁、锰由于分子量相近，通常处于混合状态，而高锰酸盐对高铁酸盐又具有稳定作用，因此连续生产高铁酸盐掺杂高锰酸盐混合物则可以降低原料成本，提高产品品质。而且矿石中的SiO2、TiO2，若随矿石碱熔消解后可以得到相应的盐，如SiO
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‑
和Ti
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，他们对高铁酸盐也有一定的稳定作用。
[0033]S2中所述加热熔融时间温度为600℃～700℃，时间为1h～2h；所述冷却温度为100℃～200℃；所述恒温反应的温度为200℃～280℃，时间为10min～20min。
[0034]S2中所述氢氧化钠和铁锰的摩尔比为1.9～3:1；所述硝酸钠或过氧化钠和铁锰的摩尔比为1.9～3:1。
[0035]S3中所述氢氧化钠溶液浓度为3.0mol/L～5.0mol/L；氢氧化钠溶液和钠盐混合物的质量比为1.5～2:1；所述稳定剂与铁锰的摩尔比为0.005～0.01:1；所述稳定剂为Na2SiO3、Na3PO4、Na3H2IO6、NaIO4、N本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高价态铁锰复合杀菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，将含二氧化锰和铁元素的物质进行粉碎，得到锰铁源化合物粉，测算其中铁元素和锰元素的含量；S2，取S1中所得锰铁源化合物粉放入坩埚内，加入氢氧化钠，加热熔融，冷却后取出，加入硝酸钠或过氧化钠熔剂，再次升温并在氮气保护下恒温反应，然后冷却至室温，得到钠盐混合物；S3，将氢氧化钠溶液和稳定剂加入容器中，混合均匀，然后降温至5℃；将S2中钠盐混合物分批缓慢加入，控制pH在13～14，温度在0℃～10℃，不断搅拌使钠盐混合物充分溶解；然后通入氯气，进行二次反应，并收集尾部废气；反应完成后进行过滤，得到过滤液；S4，取S3所得过滤液，加入溶液A中，不断搅拌反应，然后通过减压过滤分离出固体；S5，将S4所得固体加入溶液B中进行洗涤，充分溶解后将洗涤液注入溶液C中，并冷却至0℃～5℃，沉降15min～30min，减压过滤，得到固体；所得固体通过有机溶剂初次洗涤后真空干燥至恒重，得到粗产品；粗产品通过有机溶剂再次洗涤，然后真空干燥至恒重，最终得到高价态铁锰复合杀菌剂。2.根据权利要求1所述的一种高价态铁锰复合杀菌剂的制备方法，其特征在于，S1中所述物质为二氧化锰和含铁化合物的混合物，或者软锰矿、铁矿石、锰铁矿、镜铁矿中的一种或几种混合；所述粉碎要求为粉碎至目数100～300目。3.根据权利要求1所述的一种高价态铁锰复合杀菌剂的制备方法，其特征在于，S2中所述加热熔融时间温度为600℃～700℃，时间为1h～2h；所述冷却温度为100℃～200℃；所述恒温反应的温度为200℃～280℃，时间为10min～20min。4.根据权利要求1所述的一种高价态铁锰复合杀菌剂的制备方法，其特征在于，S2中所述氢氧化钠和铁锰的摩尔比为1.9～3:1；所述硝酸钠或过氧化钠和铁锰的摩尔比为1.9～3:1。5.根据权利要求1所述的一种高价态铁锰复合杀菌剂的制备方法，其特征在于，S3中所述氢氧化钠溶液浓度为3.0mol/L～5.0mol/L；氢氧化钠溶液和钠盐混合物的质量比为1.5～2:1；...
【专利技术属性】
技术研发人员：付丽棠，黎春晖，仝新利，
申请(专利权)人：定州市荣鼎水环境生化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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