[发明专利]一种高铁酸钾的雾化制备法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护水处理材料技术领域，更具体地，涉及一种高铁酸钾的雾化制备法。

背景技术

高铁酸钾以其具有强氧化性而在水处理领域得到广泛的关注，在水溶液中以高铁酸根FeO₄^2-形式存在，有极强的氧化性，在酸性和碱性条件下的氧化还原电位分别为+2.20V和+0.72V。高铁酸钾具有集氧化、吸附、絮凝和助凝为一体的特点，主要用于工业废水和城市生活污水处理，也用于饮用水消毒，能快速杀灭水中的细菌和病毒。由于高铁酸钾不仅使用效果好，而且在应用过程中不会产生对人体有危害，是一种高效且无二次污染的新型水处理剂，在水处理方面显示出良好的应用前景。

 高铁酸盐制备方法主要包括高温熔融法、电解法和湿法氧化法；高温熔融法只要是利用氧化剂过氧化钾、过氧化钠、过硫酸钾或硝酸钾，同时以铁或氧化铁为铁源，并在500℃以上高温条件下以融溶态反应生成高铁酸钾，CNl769186A、US4385045、US4551326、US4545974、US20050253171和US20100151049专利采用了该方法，但是这种过程反应不均匀，整个实验过程需要一直通入氮气保护，而且混合物分离难；电解法是用镍板和铁板分别作为阴极和阳极，把浓碱作为反应的电解液，进行电解。在作为反应阳极的铁板上，Fe和Fe³⁺被氧化为FeO₄^2-，最后在含有FeO₄^2-的阳极溶液中加入浓碱KOH，即有K₂FeO₄晶体析出，专利US4451338、US4435257、US4435256、US7045051、US20030159942、CN1488782A、CNl740398A、CN1900365ACN101187028A、CN101525754A、CN101713078A、102560522A和CN103663563A等专利采用了该方法，但这种方法能耗大，现场运行成本高，工艺制备产率和产品纯度均不够稳定，实验过程中产生的副产物较多；湿法氧化法是在碱性溶液中加入次氯酸钠（钾）溶液，充分混合后，再加入铁源，便有高铁酸钠在溶液中生成，最后加入氢氧化钾溶液，制得高铁酸钾。专利CN1329182A、CN1613778A、CNl749166A、CN1301912C、CN101117240A、CN101318707A、CN101503216A、CN101597087A、CN101955230B、CN102161513B、CN102701286A、CN103193275A、CN103265084A、CN103145189A、US20020121482、US20020155044、US20030146169、US20090120802、US20110036725Al、US20120175314Al等专利采用了该方法。专利US5746994采用了单过硫酸盐（HSO₅^-）氧化Fe³⁺制备高铁酸盐，但单过硫酸盐来源缺乏。湿法制备高铁酸钾是一种广泛使用的方法。复杂的工艺流程让湿法制备高铁酸盐对工艺条件有着严格的要求；实验过程中铁源的转化率也不高而且传统的制备次氯酸盐方法，还存在反应过程较为剧烈，原料利用不充分等缺点。

发明内容

本发明所用解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种新的高铁酸钾的雾化制备法。

本发明的第二个目的是提供上述方法制备得到的高铁酸钾。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：

一种高铁酸钾的雾化制备法，将铁盐溶液和饱和的次氯酸钾溶液分别雾化，并和氯气一起通入高压反应器中，在5～35℃反应得到的晶体，经淋洗、干燥后获得高铁酸钾；所述的铁盐溶液为硝酸铁溶液、氯化铁溶液和硫酸铁。

高铁酸钾的制备通常是在碱性条件下，由次氯酸盐氧化三价铁；本发明同时是遵循上述原则的前提下，提供一种雾化制备高铁酸钾的方法，是将铁盐溶液和饱和的次氯酸钾溶液分别通过雾化器雾化后，通入氯气进行反应，反应条件温和，反应效率、产品纯度大大提高。

申请人通过研究发现，在雾化制备高铁酸钾的过程中，次氯酸钾溶液必须是饱和的，此时高铁酸钾产率和纯度都较高。

优选地，所述饱和的次氯酸钾溶液由以下步骤获得：S1. 向氢氧化钾溶液中加入次氯酸钙，反应后抽滤并保留滤液；S2. 向滤液中加入等量的S1所述的氢氧化钾溶液，得到饱和的次氯酸钾溶液。

优选地，当铁盐溶液也为饱和溶液。