CN107055624B - 一种制备高铁酸钾的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备高铁酸钾的生产工艺，属于化工产品工艺生产领域。以铁粉和硝酸钾为原料，其生产工艺包括以下步骤：1、将铁粉、硝酸钾按照1:4‑6的比例调配均匀；2、将步骤1调配好的物料投入到敞口的电炉中加热，将温度升高至600℃；3、硝酸钾在高温下逐渐分解，释放出氧气，并与铁粉发生反应生成高铁酸钾。本发明所述工艺的优点在于：(1)安全，整个反应过程非常温和，温度高但是没有压力；(2)环保，整个反应过程只有硝酸钾分解放出的氧气，没有废水、废渣，无任何污染；(3)收率可达75％以上；(4)能耗低，每公斤高铁酸钾用电约1.1KWh。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备高铁酸钾的生产工艺，属于化工产品工艺生产领域。
背景技术
高铁酸钾是极好的氧化剂。具有高效的消毒作用，为一种新型非氯高效消毒剂。能快速溶于水放出氧气，还原产物为三价铁，也是净水剂，不存在二次污染，既使过量也无害，对环境没有污染。
1、高铁酸钾已成为新型的绿色环保水处理材料
高铁酸钾是含有FeO4 2-的一种化合物，其中心原子Fe以六价存在，无论在酸性条件，还是碱性条件下高铁酸盐都具有极强的氧化性，可以广泛用于水和废水的氧化、消毒、杀菌。因此，高铁酸盐是倍受关注的一类新型、高效、无毒的多功能水处理剂。
2、高铁酸钾用于工业废水与城市生活污水的处理
K2FeO4对于废水中的BOD、COD、铅、镉、硫等具有良好的去除作用，10mg-20mg/L的高铁酸钾氧化96％的BOD，去除86％的氨氮和75％的磷，PH5.5时，原水浊度为28度(沉后余浊)条件下，30mg/L的高铁酸钾，可将水中三氯乙烯去除85.6％，萘的去除率达100％。高铁酸钾良好的絮凝作用，在水体净化中的独特效果是同时发挥氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭的协同作用，并不产生任何有毒、有害的物质。
3、高铁酸钾用于鱼塘水产养殖类水处理
K2FeO4可增加水体的溶氧量对水体中氨氮、亚硝酸盐、水藻类具有良好的去除效果，用于清除水中富里酸、悬浮物，淡水中富营养现象，水体灭菌、消毒、净化效果独特。
4、高铁酸钾用于海洋防污治理
K2FeO4和过氧化物混合使用，可作为无毒无害化的海洋防污剂，当他们的质量分别在2×10-8和3×10-7时，几乎显示出100％的防污效果，其良好的协同功能大大优于单独使用的效果，可用于近海养殖场及近海环境的净化。
5、高铁酸钾用于游泳池水的再生使用
由于K2FeO4对水体净化的优越性能，可将其应用到游泳池水的循环再生使用，它不仅消毒杀菌，去除人体带入的污物和悬浮固体，并对人体无任何伤害与刺激，安全无异味，投加方便，因此，以它取代氯气用于游泳池水的消毒净化再生使用，是非常合适的。
6、高铁酸钾用于放射性废水的治理和用于去除砷、氰离子
(6.1)K2FeO4在处理放射性废水时有优良的性能，以高铁酸钾处理含镅、钚废水，在PH值为11.5-12时，可将总α射线从3.0×106Pci/L降至3.0×103Pci/L以下(1Pci＝1012ci)。在美国能源部对放射性废水的治理中，用K2FeO4以二步处理过程将总α射线从37000Pci/L降到40Pci/L。实际应用证明，高铁酸钾的性能优于目前流行的放射性废水的治理方法，处理水浓度大大低于排放标准。
(6.2)高铁酸钾和其他除砷原料相比，具有简便、效果好、产生污泥量少，无二次污染等优点，对于高砷饮用水，只要高铁酸钾投量与原水砷浓度达到15：1以上，处理后的水样中砷残留量都可以达到国家饮用水卫生标准<0.01mg/L的要求。
(6.3)K2FeO4对氰离子有很好的去除效果。当水溶液中的氰离子质量浓度为10mg/L时，用K2FeO475mg/L和167mg/L进行除氰处理，在PH为11.2接触10mg可去除大部分的氢离子，其残余浓度为0.082mg/L-0.062mg/L，去除率可达到99.18％-99.38％。
7、高铁酸钾应用的广泛性
K2FeO4在水处理中由于功能独特，其应用研究继续深入。而潜在的用途包括在化学工业中利用其强氧化性能，能够氧化磺酸、亚硝酸盐、亚铁氰化物和其他无机物，造氧化淀粉用于纸张表面施胶及纺织品的精整。冶炼锌时用于除锰、锑和砷。在烟草工业中用于过滤嘴的制造(可氧化尼古丁变为香韵之味)。
K2FeO4在电子与国防工业中潜在的应用不断扩展，如：高铁酸钾“纳米电池”是储能密度大、体积小、重量轻、寿命长、高电压、高容量的新型无污染化学电源。功率及放电电流是普通电池的3-10倍。据有关资料记载的报导，可用其制成高效消毒净化剂，使军队在作战条件下饮用水消毒灭菌，处理一些放射性核污染的水，使其放射微粒可通过高铁酸钾的高效絮凝作用而除去，水质达到饮用级。实验发现，它具有除有机物，强化去除水中藻类，强化助凝控制剩余铝以及去除水中重金属等多种功能。
现有技术中，高铁酸钾的生产方法主要有三种，分别是：
1、湿法
由氯气与氢氧化钠反应生成饱和次氯酸钠浓碱液，再用硝酸铁氧化，经氢氧化钾溶解而得。缺点：(1)工艺繁琐，收率低；(2)需用有毒的氯气；(3)需要有机溶剂；(4)环境污染大等。
2、干法
铁盐和过氧化钠在高温下反应，生成高铁酸钠，再与氢氧化钠反应而制得。缺点：(1)收率低；(2)过氧化钠易燃易爆，很危险；(3)环境污染大等。
3、电解法
在强碱环境下，用强电流电解铁盐，即电解三氯化铁和氢氧化钠溶液后，再与氢氧化钾反应制得。缺点：(1)能耗高；(2)收率低；(3)环境污染大等。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种制备高铁酸钾的生产工艺，以解决上述的技术问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种制备高铁酸钾的生产工艺，其特征在于：是以铁粉和硝酸钾为原料制成，其生产工艺包括以下步骤：
1、将铁粉、硝酸钾按照1:4-6的比例调配均匀；
2、将步骤1调配好的物料投入到敞口的电炉中加热，将温度升高至600℃；在电炉加热过程中，当温度升高至400℃时，向电炉中加入铁粉1-3Kg，恒温30-60分钟；当温度升高至500℃时，再向电炉中加入铁粉2-4Kg，恒温30-60分钟；当温度升高至600℃左右时，再向电炉中加入铁粉1-4Kg，恒温30-60分钟后出料；
3、硝酸钾在高温下逐渐分解，释放出氧气，并与铁粉发生反应生成高铁酸钾。
有益效果：与现有技术相比，本发明所述工艺的优点在于：
(1)安全，整个反应过程非常温和，温度高但是没有压力；
(2)环保，整个反应过程只有硝酸钾分解放出的氧气，没有废水、废渣，无任何污染；
(3)质量高，根据控制的温度不同，得到的含量有所变动，可控制在70-95％之间，综合收率考虑，含量最好控制在75-80％，这样收率可达75％以上；
(4)能耗低，每公斤高铁酸钾用电约1.1KWh。
具体实施方式
以下参考具体实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1：
本实施例所述高铁酸钾的生产工艺，是以铁粉和硝酸钾为原料制成，其生产工艺包括以下步骤：
1、将铁粉、硝酸钾按照1:4的比例调配均匀；
2、将步骤1调配好的物料投入到敞口的电炉中加热，将温度升高至600℃；在电炉加热过程中，当温度升高至400℃时，向电炉中加入铁粉1Kg，恒温30分钟；当温度升高至500℃时，再向电炉中加入铁粉2Kg，恒温30分钟；当温度升高至600℃左右时，再向电炉中加入铁粉1Kg，恒温30分钟后出料；
3、硝酸钾在高温下逐渐分解，释放出氧气，并与铁粉发生反应生成高铁酸钾。
实施例2：
本实施例所述高铁酸钾的生产工艺，是以铁粉和硝酸钾为原料制成，其生产工艺包括以下步骤：
1、将铁粉、硝酸钾按照1:5的比例调配均匀；
2、将步骤1调配好的物料投入到敞口的电炉中加热，将温度升高至600℃；在电炉加热过程中，当温度升高至400℃时，向电炉中加入铁粉2Kg，恒温40分钟；当温度升高至500℃时，再向电炉中加入铁粉3Kg，恒温40分钟；当温度升高至600℃左右时，再向电炉中加入铁粉2Kg，恒温40分钟后出料；
3、硝酸钾在高温下逐渐分解，释放出氧气，并与铁粉发生反应生成高铁酸钾。
实施例3：
本实施例所述高铁酸钾的生产工艺，是以铁粉和硝酸钾为原料制成，其生产工艺包括以下步骤：
1、将铁粉、硝酸钾按照1:6的比例调配均匀；
2、将步骤1调配好的物料投入到敞口的电炉中加热，将温度升高至600℃；在电炉加热过程中，当温度升高至400℃时，向电炉中加入铁粉3Kg，恒温60分钟；当温度升高至500℃时，再向电炉中加入铁粉4Kg，恒温60分钟；当温度升高至600℃左右时，再向电炉中加入铁粉4Kg，恒温60分钟后出料；
3、硝酸钾在高温下逐渐分解，释放出氧气，并与铁粉发生反应生成高铁酸钾。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种制备高铁酸钾的生产工艺，其特征在于：是以铁粉和硝酸钾为原料制成，其生产工艺包括以下步骤：
(1)将铁粉、硝酸钾按照1:4-6的比例调配均匀；
(2)将步骤(1)调配好的物料投入到敞口的电炉中加热，将温度升高至600℃；在电炉加热过程中，当温度升高至400℃时，向电炉中加入铁粉1-3Kg，恒温30-60分钟；当温度升高至500℃时，再向电炉中加入铁粉2-4Kg，恒温30-60分钟；当温度升高至600℃时，再向电炉中加入铁粉1-4Kg，恒温30-60分钟后出料；
(3)硝酸钾在高温下逐渐分解，释放出氧气，并与铁粉发生反应生成高铁酸钾。
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Denomination of invention: A production process for preparing potassium ferrate Effective date of registration: 20231227 Granted publication date: 20181102 Pledgee: Rizhao Bank Co.,Ltd. Weifang Hanting Branch Pledgor: WEIFANG TAIXING BIOLOGICAL CHEMICAL Co.,Ltd. Registration number: Y2023980074735 |