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氮氧化物催化氧化法合成聚合硫酸鐵

發(fā)布時(shí)間:2013/10/1 10:34:13 瀏覽次數: 來(lái)源:www.willisonnet.com

氮氧化物催化氧化法合成聚合硫酸鐵

    聚合硫酸鐵的合成方法:氮氧化物催化氧化法,也是制備聚合硫酸鐵的一種合成工藝,原料的多樣化決定了生產(chǎn)工藝的多樣性,華泉水處理詳細介紹氮氧化物催化氧化法合成聚合硫酸鐵的詳細過(guò)程。
    聚合硫酸鐵以硫酸亞鐵和硫酸為原料,以硝酸為氧化劑的合成法與以硫酸亞鐵、硫酸、氧氣為原料,硝酸為催化劑的合成法的反應機理是完全不同的。前者是以液體硝酸為氧化劑的液液反應。還原產(chǎn)物一氧化氮逸出溶液,不具備任何催化作用。這種方法的特點(diǎn)是硝酸用量大,亞鐵離子完全靠硝酸中的正五價(jià)氮氧化,屬于液液反應。后者是以硝酸為催化劑,其特點(diǎn)是在硫酸、硫酸亞鐵和水的混合液中加入少量的硝酸(完全不夠氧化亞鐵離子的量),還原產(chǎn)物一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮,二氧化氮再氧化亞鐵離子,如此不斷循環(huán)直至亞鐵離子完全氧化。這種方法屬于氣液反應。   
    最近美國也有利用類(lèi)似原理生產(chǎn)聚合硫酸鐵的專(zhuān)利。其生產(chǎn)過(guò)程是在70~150℃、一定的壓力及氮氧化物的催化下,用氧氣將亞鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子。其工藝是將硫酸亞鐵和硫酸的混合液以噴射的方式注入反應器,并保持反應液占總體積的三分之一。在溶液的噴射過(guò)程中,它與氣相中的NO、NO2和O2反應,最后生成聚合硫酸鐵。經(jīng)測定溶液中含有大量大分子絡(luò )合物。生成的聚合硫酸鐵中含有部分氮氧化物,將其送至脫氮器,并向脫氮器中充氧,生成的混合氣體再循環(huán)至反應器用于生產(chǎn)。這種方法的原理與反應塔法制備聚合硫酸鐵的原理相同。它們的區別在于前者是將液體噴射物化,而后者是利用填料的較大比表面積,加強氣體的吸收過(guò)程,提高反應速度。由于聚合硫酸鐵原料硫酸亞鐵在生產(chǎn)和運輸過(guò)程中往往混入雜質(zhì),因此對聚合硫酸鐵的生產(chǎn)設備提出了更高的要求,在采用反應塔生產(chǎn)時(shí)原料可以不經(jīng)處理直接用于生產(chǎn),完全能避免雜質(zhì)帶來(lái)的危害。另外利用反應塔生產(chǎn)可以在較低的溫度和常壓下進(jìn)行,具有安全方便的特點(diǎn)。在催化氧化過(guò)程中氮氧化物消耗的量是很少的,尤其是在處理適當時(shí),氮氧化物可以循環(huán)使用,這樣既不會(huì )造成浪費,也不會(huì )帶來(lái)污染問(wèn)題。為了加快氣液反應速度,也可以采用噴射的方法。例如中國專(zhuān)利CN2045381。     
    英國最近報道了利用硝酸和過(guò)氧化氫兩步法生產(chǎn)聚合硫酸鐵的方法,其過(guò)程是硫酸亞鐵、硝酸和硫酸在溶液中反應,將硫酸亞鐵氧化成聚合硫酸鐵硫酸鐵,剩余未氧化的硫酸亞鐵再用過(guò)氧化氫氧化,這樣就可以制得不含亞鐵離子的聚合硫酸鐵。溶液的固體含量≤53%(質(zhì)量百分比),soi- /Fe2+一(2. 7~2. 9)/2(相當于鹽基度為3%~10%)。這種方法簡(jiǎn)便,快速,但是在我國硝酸和過(guò)氧化氫的成本較高,很難用于生產(chǎn)。    
    硫酸亞鐵也可以在二氧化錳的催化下進(jìn)行氧化,制得液體聚合硫酸鐵,由于這種催化法會(huì )將二價(jià)錳離子引入產(chǎn)品中,因此不能用于飲用水的混凝凈化。   
    綜上所述由于生產(chǎn)聚合硫酸鐵的原料多種多樣,各種工藝差別很大,我國目前對以硫酸亞鐵為原料的合成方法研究的比較多,工藝也比較成熟,而對以各種鐵礦石為原料的方法研究的相對較少,在這方面應加強研究。
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