Безотходные технологии с использованием феррата калия и

Безотходные технологии с использованием феррата
калия и натрия
Фернел производится по патенту России №2149833 от 04.09.1998г. «способ получения
феррата IV натрия».
ПЕРВАЯ СТАДИЯ СИНТЕЗА: ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛУПРОДУКТА
Исходные вещества




Металлическое железо и его сплавы;
Железный лом, отходы металлообрабатывающих и металлургических производств;
Сульфаты натрия или калия;
Отходы химических и других производств, содержащие сульфаты натри; или
калия, в том числе, отходы получения монохромата натрия и ксантогенатов.
Технология получения полупродукта позволяет утилизировать отходы разнообразных
производств.
Окисление железа в расплавах сульфатов натрия или калия
Окисление железа приводит к последовательному образованию следующих оксидов:
Fe - FeO - Fe3U4 - Fe203
Обратный процесс Fе2О3 - Fe3O4 стимулируется повышением температур при котором
происходит удаление атомов кислорода из узлов кристаллической решетки.
Для смещения равновесий в сторону соединений железа (III) использованы расплавы
сульфатов натрия и калия, анионы которых обладают окислительными свойствами.
2Fe + SO42- + O2 = Fe2O42- + SO2 ↑
Для интенсификации процессов использовано электрохимическое окисление железа в
расплавах сульфатов натрия или калия
Схема электрохимического окисления железа в расплаве сульфатов натрия и калия
Технологические параметры электрохимического окисления железа в расплаве сульфатов
натрия или калия





Массовое соотношение - Fe: Na2So4 (K2SO4) 1:4 (1:4,5)
Прикладываемая к электроду мощность - 1,4 - 1,8 кВтM
Сила тока в цепи электрод - расплав - 100 - 120 А
Линейная скорость вращения диска - 0,8 -2,2 см/мин.
Массовая доля железа в продукте - 35 - 42%
Характеристика полупродукта
РЕАГЕНТ ФЕРНЕЛ ВТОРАЯ СТАДИЯ СИНТЕЗА: ПОЛУЧЕНИЕ ЦЕЛЕВОГО
ПРОДУКТА
Исходные вещества




Полупродукт, содержащий соединения желез (III);
Гидроксиды натрия или калия;
Отходы химических и других производств, содержащие гидроксиды натия и калия
Кислород в составе газовоздушной смеси.
Технология получения реагента ФЕРНЕЛ позволяет утилизировать отходы разнообразных
производств.
Основные химические процессы
Технологические параметры синтеза реагента Фернел
Массовое отношение:
полупродукт: NaOH (КОН)
Температура синтеза
1 : 2 (1 : 2,4)
720 — 840 °С
Продолжительность синтеза:
нагрев
15 — 45 мин.
изотермический режим
15 —60 мин.
охлаждение
5 — 25 мин.
Массовая доля железа в продукте
8 — 18%
Вариант технологии неприрывного получения реагента фернел
Окислительные свойства реагента Фернел
Продукты реагентной обработки являются нетоксичными
Основные характеристики реагента






Поликристаллический сплав оксидов и ферратов(1\/)—(VI) натрия и калия;
Плотность 3220-3740 кг/мЗ;
По окислительной способности превосходит перманганат калия;
Высокая окислительная активность сохраняется в течение 720 часов после
приготовления при условии хранения в свето- и влагонепроницаемой упаковке;
Хорошо растворяется в воде, образуя раствор красно-фиолетового цвета.
Растворение сопровождается частичным разложением с выделением газообразного
кислорода и осаждением гидроксида железа(Ш);
Раствор не подлежит длительному хранению и используется в течение четырех
часов после приготовления.
Исключается вторичноезагрязнение обрабатываемых растворов


Реагент ФЕРНЕЛ заменяет такие традиционные окислители, как пиролюзит,
хлорная известь и др., применение которых приводит к вторичному загрязнению
растворов соединениями марганца и хлора;
Произведение растворимости арсената железа(III) равно 5,8·10-21, что обеспечивает
концентрации мышьяка в растворе ниже ПДК в технологиях очистки мышьяксодержащих природных и сточных вод:
Реагент Фернел может обезвреживать соединения мышьяка (III) как в кислых, так и в
щелочных растворах
Технологическая схема очистки кислых растворов от мышьяка
Выходной контроль материалов
При осуществлении технологии периодическому контролю подвергаются:



содержание водорастворимых соединений мышьяка(III),
содержание кислоторастворимых соединений железа в реагенте ФЕРНЕ
окислительная активность реагента ФЕРНЕЛ по отношению к реакции окисления
мышьяка(Ш) до мышьяка(У).
Контроль осуществляется с помощью стандартных физико-химических методик,
применяемых в аналитической химии.
Контроль технологического процесса
В процессе работы постоянному контролю и управлению подвергаются:





уровень заполнения приемных резервуаров обрабатываемой воды;
уровень заполнения реакторов для обезвреживания и кристаллизации соединений
мышьяка;
водородный показатель пульпы в реакторе для обезвреживания и кристаллизации
соединений мышьяка;
водородный показатель подлежащего очистке технологического раствора в
резервуаре-усреднителе для приемки и корректировки сточной воды;
содержание мышьяка в воде после очистки.