CN101891288A - 一种联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，其特征在于以碱金属氯酸盐为主氧化剂、空气或氧气为辅氧化剂，以无机酸为介质，以含低价铁的原料为还原剂，碱金属氯酸盐的浓度为1-6mol/L，无机酸的浓度为1-7mol/L，还原剂的投加量为理论量的1.01-1.5倍，常压或负压下反应温度为30-80℃。本发明的优点是：在一个反应过程中同时生产二氧化氯消毒剂和高价铁盐混凝剂，工艺简单，所用含铁还原剂价廉易得、存放方便，比传统还原剂如SO2、甲醇、NaCl、HCl、H2O2等安全可靠。使用本工艺联产消毒剂和高价铁盐混凝剂，特别是使用天然开采的FeS2时，运行费用更加低廉，适宜广泛推广。

Description

一种联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法
技术领域
本发明涉及一种二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的制备方法，尤其涉及一种联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法。
技术背景
二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的氧化消毒剂，具有氧化、杀菌、脱色、除臭等功效，广泛应用于自来水、污水、再生水、循环冷却水的消毒处理。
二氧化氯的生产一般以亚氯酸盐或氯酸盐为原料，小规模使用时可用亚氯酸盐为原料。由于亚氯酸盐较贵，大规模使用时一般用价廉的氯酸盐为原料。在酸性介质下，与还原剂反应制备二氧化氯，常用的还原剂有SO2、甲醇、NaCl、HCl、H2O2等，也有以蔗糖、尿素为还原剂的。
高价铁盐是一种良好的混凝剂、除磷剂。目前主要的品种有三氯化铁、聚合硫酸铁等，通过压缩双电层、架桥网捕等作用，可去除水中悬浮和胶体污染物；通过与水中磷酸盐形成溶解度低的磷酸铁，可将溶解性的磷酸盐从水中沉淀去除。
一般水质净化厂都需要加混凝剂和消毒剂，二氧化氯一般通过二氧化氯发生器现制现用，现行的还原剂一般价格较高；铁盐混凝剂一般外购后使用，运行成本高，为改变现有工艺的不足，提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于解决目前国内现有技术在该领域内的缺陷和不足，研制了一种联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，该方法是以碱金属氯酸盐为主氧化剂、空气或氧气为辅氧化剂，无机酸为介质、以含低价铁的原料为还原剂，生产二氧化氯消毒剂，同时生产高价铁盐混凝剂。该联产工艺可同时生产二氧化氯消毒剂和高价铁盐混凝剂，消毒剂的纯度高、无三废，可大大降低二氧化氯和混凝剂的生产成本，非常适合于既需要投加消毒剂又需要投加混凝剂的给水处理厂和污水处理厂使用。
本发明的目的是由以下技术方案实现的，研制了一种联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，该方法是以碱金属氯酸盐为主氧化剂、空气或氧气为辅氧化剂，以无机酸为介质，以含低价铁的原料为还原剂，碱金属氯酸盐的浓度为1-6mol/L，无机酸的浓度为1-7mol/L，还原剂的投加量为理论量的1.01-1.5倍，常压或负压下反应温度为30-80℃。
所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法中所用碱金属氯酸盐为氯酸钠或氯酸钾。
所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法中所用的无机酸为硫酸。
所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法中所用的低价铁为单质铁铁屑或低价铁盐或低价铁的氧化物四氧化三铁。
所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法中辅氧化剂与主氧化剂同时加入，或在主氧化剂反应完全后再加入。
所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法中低价铁盐包含：二硫化亚铁、硫化亚铁、绿矾、二氯化铁、硫酸亚铁。
所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法中二硫化亚铁采用天然矿物黄铁矿或白铁矿或硫铁矿。
所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，氯酸钠的浓度为1.8-5mol/L，硫酸的浓度为1-7mol/L，还原剂的投加量为理论量的1.01-1.15倍，常压或负压下反应温度为30-70℃。
所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，氯酸钠的浓度为1.8-2.6mol/L，硫酸的浓度为3.5-4.5mol/L，还原剂的投加量为理论量的1.05-1.10倍，常压或负压下反应温度为30-70℃。
本发明的优点是：在一个反应过程中同时生产二氧化氯消毒剂和高价铁盐混凝剂，工艺简单，所用含铁还原剂价廉易得、存放方便，比传统还原剂如SO2、甲醇、NaCl、HCl、H2O2等安全可靠。使用本工艺联产消毒剂和高价铁盐混凝剂，特别是使用天然开采的FeS2时，运行费用更加低廉，适宜广泛推广。
具体实施方式
本发明研制了一种联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，采取如下步骤：
实施例一：
用NaClO3106.3克，配成4.0M溶液，以硫酸为介质，硫酸用量为理论量的1.5倍，FeS2还原剂为理论量的1.05倍，反应温度为60℃时，1小时内反应安全，二氧化氯收率为94.6％，二氧化氯纯度为98.9％。之后再通入空气30分钟，将反应液中残留的二氧化氯吹出，并继续氧化未反应完全的FeS2，高价铁盐收率为95％。
实施例二
用NaClO3106.3克，配成5M溶液，以硫酸为介质，硫酸用量为理论量的1.7倍，FeS2还原剂为理论量的1.03倍，反应温度为70℃时，1小时内反应安全，二氧化氯收率为93.5％，二氧化氯纯度为97.8％。之后再通入空气35分钟，将反应液中残留的二氧化氯吹出，并继续氧化未反应完全的FeS2，高价铁盐收率为94％。
实施例三
用NaClO3106.3克，配成3.6M溶液，以硫酸为介质，硫酸用量为理论量的1.6，FeS2还原剂为理论量的1.02倍，反应温度为80℃时，1小时内反应安全，二氧化氯收率为92.8％，二氧化氯纯度为96.9％。之后再通入空气40分钟，将反应液中残留的二氧化氯吹出，并继续氧化未反应完全的FeS2，高价铁盐收率为93％。
另外，本发明并不意味着被实施例及说明书所局限，在没有脱离设计宗旨及其原理的前提下可以有所变化。

Claims (9)

1.一种联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，其特征在于以碱金属氯酸盐为主氧化剂、空气或氧气为辅氧化剂，以无机酸为介质，以含低价铁的原料为还原剂，碱金属氯酸盐的浓度为1-6mol/L，无机酸的浓度为1-7mol/L，还原剂的投加量为理论量的1.01-1.5倍，常压或负压下反应温度为30-80℃。
2.根据权利要求书1中所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，其特征在于所用碱金属氯酸盐为氯酸钠或氯酸钾。
3.根据权利要求书1中所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，其特征在于所用的无机酸为硫酸。
4.根据权利要求书1中所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，其特征在于所用的低价铁为单质铁铁屑或低价铁盐或低价铁的氧化物四氧化三铁。
5.根据权利要求书1中所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，其特征在于，辅氧化剂与主氧化剂同时加入，或在主氧化剂反应完全后再加入。
6.根据权利要求书4中所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，低价铁盐包含：二硫化亚铁、硫化亚铁、绿矾、二氯化铁、硫酸亚铁。
7.根据权利要求书6中所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，二硫化亚铁采用天然矿物黄铁矿或白铁矿或硫铁矿。
8.根据权利要求书1、权利要求书2和权利要求书3中所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，氯酸钠的浓度为1.8-5mol/L，硫酸的浓度为1-7mol/L，还原剂的投加量为理论量的1.01-1.15倍，常压或负压下反应温度为30-70℃。
9.根据权利要求书8中所述的联产制备二氧化氯消毒剂和铁盐混凝剂的方法，氯酸钠的浓度为1.8-2.6mol/L，硫酸的浓度为3.5-4.5mol/L，还原剂的投加量为理论量的1.05-1.10倍，常压或负压下反应温度为30-70℃。
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