一种水力空化活化制备高铁酸盐的方法技术

一种水力空化活化制备高铁酸盐的方法。本发明专利技术提供一种水处理剂的制备的方法，可用于高效水处理剂高铁酸盐的制备，属于环保技术领域。本方法是先充分搅拌的条件下，将铁盐溶液加入强碱性溶液中，生成氢氧化铁。然后再在充分搅拌的条件下，先加入适量稳定剂，后加入次氯酸盐溶液，再加入强碱固体粉末使其溶解至饱和，继而将反应物料通过水力空化反应器进行空化处理，让Fe(OH)3被充分氧化，生成高铁酸盐产品。再将溶液冷却，固液分离，将固相中的高铁酸盐进行纯化，得到高铁酸盐产品，液相的碱液回收并回。本方法具有低成本、高产率、产品纯度高、设备投资小等特点，很适合于高铁酸盐的制备。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】。本专利技术提供一种水处理剂的制备的方法，可用于高效水处理剂高铁酸盐的制备，属于环保
。本方法是先充分搅拌的条件下，将铁盐溶液加入强碱性溶液中，生成氢氧化铁。然后再在充分搅拌的条件下，先加入适量稳定剂，后加入次氯酸盐溶液，再加入强碱固体粉末使其溶解至饱和，继而将反应物料通过水力空化反应器进行空化处理，让Fe(OH)3被充分氧化，生成高铁酸盐产品。再将溶液冷却，固液分离，将固相中的高铁酸盐进行纯化，得到高铁酸盐产品，液相的碱液回收并回。本方法具有低成本、高产率、产品纯度高、设备投资小等特点，很适合于高铁酸盐的制备。【专利说明】【
】本专利技术涉及一种水处理剂的制备的方法，可用于高效水处理剂高铁酸盐的制备，属于环保
。【
技术介绍
】高铁酸盐是指含有Fe(VI)O4酸根与金属离子组成的盐类，其具备很强的氧化性，它的氧化还原电位在酸性条件下为2.20V，在碱性条件下为0.72V，比KMn04、O3> Cl2等这些比较常用到的氧化剂还要强。作为一种非氯的新型高效饮水消毒剂和水处理剂，其可去除传统的水处理剂很难彻底去除有害的氯代污染物，尤其是对酚和硫化物有明显的氧化去除效果，还可以安全有效地氧化水中的CN_。除了具有极强的氧化性外，反应后生成具有高度吸附活性的Fe3 +，可以在很宽的pH值范围内吸附絮凝大部分离子、有机物和悬浮物。高铁酸钾集氧化、杀菌、吸附、絮凝、助凝、脱色、除臭等多功能于一体，且最终产物是无毒的三价铁离子，不会产生诱导基因突变和致癌的作用，是环境友好的处理剂。高铁酸盐不但可以作为水处理剂，而且还在电极活性材料、石油化工催化剂等方面有很多应用，因此，研究高铁酸盐的制备方法已经成为一个重要的课题。现有的高铁酸盐的制 备方法主要有高温过氧化物氧化法、电解法和次氯酸盐法三种。高温过氧化物氧化法是将具有氧化性的金属氧化物与铁、铁盐或者铁的氧化物在高温加热条件下反应生成高铁酸盐方法，该法需严格控制操作条件、生产成本高、比较危险且自难于实现，目前很少采用。电解法是在铁阳极上发生氧化反应.使铁或铁离子氧化成高铁酸根的方法，此法存在能源耗高、副产品较多等问题有待解决。次氯酸盐法是在强碱性溶液环境中，以饱和次氯酸盐溶液和铁盐为原料，通过次氯酸盐对铁的氧化反应生成高铁酸盐的方法，该法生产工艺成熟，设备投资较少，容易实现，是一种常用的制备方法，但由于其氧化过程效率较低，需要加入过量的氧化剂，这不但增加的成本，加快了设备腐蚀，而且还加大了的产品提纯过程的难度。因此，强化其氧化过程，提升其氧化效率，是降低次氯酸盐法制备闻铁酸盐的成本、提闻广品品质的一个重要途径。【
技术实现思路
】本专利技术的目的就是通过水力空化强化次氯酸盐的氧化过程，提高氧化效率，有效解决上述的碱次氯酸盐法的缺陷。现有的次氯酸盐法是将次氯酸盐和铁盐加入强碱性溶液中，铁盐先生成氢氧化铁沉淀，然后再被次氯酸盐氧化。其化学反应为:Fe3++30H_ = Fe(OH)3 I2Fe (OH) s+3C10>40r = 2Fe042>5H20+3Cr由于氧化反应发生在氢氧化铁固体表面，这种液固相反应过程很容易由于液固相传质过程的限制、固相反应表面被钝化等原受到阻碍，使反应效率降低。此时如果将物料通过空化反应器进行空化处理，水力空化产生的空化作用可以产生局部的高速微喷射流，氢氧化铁固体表面在这种高速微喷射流的冲击下发生活化，在这种活化的固体表面上，固液相的氧化反应过程被加速，另一方面，微喷射流还加速了固液相反应的传质过程，因此，不管是反应控制还是扩散控制的固液相氧化过程，在空化作用下，其反应都被加速，反应效率得到提高。因此本方法可分为如下步骤:1、在充分搅拌的条件下，将铁盐溶液加入强碱性溶液中，生成氢氧化铁。2、在充分搅拌的条件下，先加入适量稳定剂，再加入次氯酸盐溶液，最后补充强碱固体粉末使其溶解至饱和。3、将反应物料通过水力空化反应器进行空化处理，让Fe (OH) 3被充分氧化，生成高铁酸盐产品。4、冷却，固液分离，将固相中生成的高铁酸盐进行纯化，得到高铁酸盐产品，液相的碱液回收并回用。本方法具有低成本、高产率、产品纯度高、设备投资小等特点，很适合于高铁酸盐的制备。【【具体实施方式】】用下列非限定性实施例进一步说明本专利技术的【具体实施方式】和效果:实施例11、在1000升的反应釜中，加入饱和氢氧化钾溶液120升，充分搅拌的条件下，逐渐加入45%的三氯化铁溶液6 0升，再充分搅拌半小时。2、在充分搅拌的条件下，先加入50%的氯化铜溶液5升，再加入10% (有效氯)的次氯酸钾3、溶液200升，最后加入粒度小于600目的氢氧化钾粉末300公斤，再搅拌半小时。3、将反应物料反复输入水力空化反应器进行空化处理，水力空化反应器采用文丘里管装置，控制进口物料压力为0.90Mpa,出口压力为0.15Mpa，浆料在空化反应器内的累积处理时间达到一个小时。空化处理完成后，溶液呈透明。4、冷却溶液至0 °C，离心得到固相为高铁酸钾粗产品，液相碱液回收并重复使用。粗产品用饱和氢氧化钾溶液洗涤5次，洗涤液冷却，可也得到高铁酸钾固体。将洗涤后及洗涤液冷却得到的高铁酸钾固体依次用甲醇、乙醚洗涤，抽滤、干燥后可得到纯高铁酸钾产品。按照上述步骤制备高铁酸钾，收率达到91.2%，产品纯度达到98.3%。实施例21、在1000升的反应釜中，加入饱和氢氧化钠溶液120升，在声频为22kHz、功率为1.2kw的超声波辐射、充分搅拌的条件下，逐渐加入饱和的硝酸铁溶液100升，再充分搅拌40分钟。2、在充分搅拌的条件下，先加入15%的硅酸钠溶液15升，再加入10% (有效氯)的次氯酸钠溶液150升，最后加入粒度小于600目的氢氧化钠粉末300公斤，再搅拌半小时。3、将反应物料反复输入水力空化反应器进行空化处理，水力空化反应器采用液哨装置，控制空化反应器进口物料压力为0.85Mpa，出口压力为0.15Mpa，反应物料在空化反应器内的累积处理时间达到1.5小时。空化处理完成后，溶液呈透明。 4、冷却溶液至0°C，离心得到高铁酸钠粗产品，再用饱和氢氧化钠溶液洗涤5次，洗涤液冷却，可得到高铁酸钠固体。将洗涤后及洗涤液冷却得到的高铁酸钠固体依次用甲醇、乙醚洗涤，抽滤干燥后可得到纯高铁酸钠产品。按照上述步骤制备高铁酸钠，收率达到89.8%，产品纯度达到97.8%。实施例31、在1000升的反应釜中，加入饱和氢氧化钾溶液100升，在声频为25kHz、功率为1.5kw的超声波辐射、充分搅拌的条件下，逐渐加入饱和的硝酸铁溶液100升，再充分搅拌半小时。2、在充分搅拌的条件下，依次加入15%的硅酸钠溶液5升，50的氯化铜溶液2升，10% (有效氯)的次氯酸钠溶液200升，最后加入粒度小于600目的氢氧化钾粉末350公斤，再搅拌半小时。3、将反应物料反复输入水力空化反应器进行空化处理，水力空化反应器采用多孔板装置，多孔板孔径2.5mm，板厚10mm，孔面积与空化反应器管道横截面积之比0.125，空化反应器进口物料压力为0.75Mpa，出口压力为0.15Mpa，控制浆料在空化反应器内的累积处理时间达到2小时。空化处理完成后，溶液呈透明。4、冷却溶液至0°C，离心得到高铁酸钾粗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力空化活化制备高铁酸盐的方法，其特征在于包含如下步骤：(1)、在充分搅拌的条件下，将铁盐溶液加入强碱性溶液中，生成氢氧化铁。(2)、在充分搅拌的条件下，先加入适量稳定剂，再加入次氯酸盐溶液，最后补充强碱固体粉末使其溶解至饱和。(3)将反应物料通过水力空化反应器进行空化处理，让Fe(OH)3被充分氧化，生成高铁酸盐产品。(4)、冷却，固液分离，将固相中生成的高铁酸盐进行纯化，得到高铁酸盐产品，液相的碱液回收并回用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢逢春，何溪，
申请(专利权)人：华南理工大学，惠州大亚湾惠绿环保服务有限公司，
类型：发明
国别省市：