本發(fā)明涉及在線用于水處理、污泥、大氣等環(huán)境領(lǐng)域的高鐵酸鹽，具體涉及一種在線制備高鐵酸鹽溶液的方法。

背景技術(shù)：

目前，制備高鐵酸鹽的基本方法有三種：（l）高溫過氧化法（干法）；（2）電解法；（3）濕法氧化法。但是這些方法應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)均有一定的局限性。電解法操作簡(jiǎn)單，原材料消耗少，但電力消耗大，副產(chǎn)物多，影響因素多，產(chǎn)率低 ；高溫過氧化物法純度和產(chǎn)率也較高，但操作需要較高溫度，存在爆炸的危險(xiǎn)。濕法氧化法主要指的是次氯酸鹽氧化法，該方法成熟，產(chǎn)率及純度好，但是操作時(shí)要求控制溫度接近零攝氏度，程序復(fù)雜，制備費(fèi)用高，加之高鐵酸鹽的穩(wěn)定性差，難于應(yīng)用。為了降低制備成本，在制備前期用NaOH代替了部分價(jià)格較高的KOH，但是成本仍然較高，同時(shí)制作程序復(fù)雜，高鐵酸鹽的提取率較低。為了進(jìn)一步降低高鐵酸鹽的制備及應(yīng)用成本，人們將上述方法進(jìn)一步改進(jìn)，采用簡(jiǎn)易制備方法，省去了除鹽純化和干燥的程序，大大降低了制備的成本，也克服了高鐵酸鹽穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，在高鐵酸鹽的應(yīng)用上又前進(jìn)了一步，但是這種方法仍然存在費(fèi)用偏高的問題，因此研究高鐵酸鹽制備及應(yīng)用的更經(jīng)濟(jì)有效的方法具有重要的意義。

高鐵酸鹽可以同時(shí)滿足殺菌消毒、氧化有機(jī)物及混凝助凝等多種需要，大量研究表明，高鐵酸鹽對(duì)廢水中酚類、絡(luò)合金屬、氨氮、環(huán)丙沙星、偶氮染料、磷酸鹽、苯胺、砷等污染物均具有較好的去除效果。高鐵酸鹽制備及其在水處理、污泥、大氣等環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用研究已成為研究熱點(diǎn)之一。目前限制其大規(guī)模應(yīng)用的主要是目前報(bào)道的各種制備方法合成過程復(fù)雜、高鐵酸鹽產(chǎn)率低、貯存時(shí)間短、商業(yè)化生產(chǎn)投資大、產(chǎn)品成本過高且高鐵酸鹽不穩(wěn)定。因此，研究一種簡(jiǎn)便、高效、低成本、易操作的制備方法及裝置是解決目前高鐵酸鹽難于大規(guī)模應(yīng)用的主要手段。

中國(guó)專利文獻(xiàn) CN105417672A 提供了一種《一種在線制備高鐵酸鹽進(jìn)行污水處理的方法及系統(tǒng)》，在線濕法制備的高鐵酸鹽直接用于污水處理，操作運(yùn)行簡(jiǎn)便，但制得高鐵酸鹽純度低、為強(qiáng)堿性溶液，需要進(jìn)行pH調(diào)節(jié)、制備過程復(fù)雜、穩(wěn)定性差。中國(guó)專利文獻(xiàn) CN103058281A 提供了一種《一種在線濕化學(xué)法制備高鐵酸鹽的工藝及裝置》，通過第一儲(chǔ)罐的 NaOH 和 NaClO 混合溶液，傳送帶輸送的固體 Fe(NO₃)₃ 或第三儲(chǔ)罐的 Fe(NO₃)₃ 溶液送入第二混合儲(chǔ)罐或靜態(tài)混合器進(jìn)行充分混合得到反應(yīng)混合液，將反應(yīng)混合液送入環(huán)形管，從環(huán)形管的液體出口得到高鐵酸鹽液體產(chǎn)品。該工藝及裝置雖然能夠在線間歇式或連續(xù)生產(chǎn)液體高鐵酸鹽，但是同樣不能解決高鐵酸鹽穩(wěn)定性差的問題，同樣是強(qiáng)堿性溶液，操作復(fù)雜。

綜上可知，將高鐵酸鹽在線用于水處理、污泥、大氣等環(huán)境領(lǐng)域時(shí)，制約因素主要有兩個(gè)，一是制備過程復(fù)雜，增加了人力的投入，也增加了制備過程中的不確定性因素；另一個(gè)就是穩(wěn)定性差，為強(qiáng)堿性溶液，需進(jìn)行pH調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種在線制備高鐵酸鹽溶液的方法，這種在線制備高鐵酸鹽溶液的方法用于解決現(xiàn)有技術(shù)中高鐵酸鹽在線制備過程復(fù)雜，穩(wěn)定性差的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：這種在線制備高鐵酸鹽溶液的方法如下：

將強(qiáng)堿和水按質(zhì)量比1:20的比例加入到反應(yīng)釜中，通過機(jī)械攪拌器攪拌，得到強(qiáng)堿溶液；之后向反應(yīng)釜中投加三價(jià)鐵鹽固體，并滿足所述強(qiáng)堿溶液的體積與三價(jià)鐵鹽的質(zhì)量之比為5ml:1g ~7ml:1g，通過機(jī)械攪拌器攪拌得到第一混合液；然后繼續(xù)向反應(yīng)釜中投加高錳酸鉀固體，并滿足第一混合液的體積與高錳酸鉀的質(zhì)量之比5ml:1g ~ 4ml:1g，通過機(jī)械攪拌器攪拌得到第二混合液；通過第一蠕動(dòng)泵向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量百分比濃度為5%的稀鹽酸，同時(shí)通過第二蠕動(dòng)泵向反應(yīng)釜中滴加質(zhì)量百分比濃度為10%的次氯酸，并滿足第二混合液的體積與質(zhì)量百分比濃度為5%的稀鹽酸的質(zhì)量之比為2ml:1g ~ 3ml:1g，滿足第二混合液的體積與質(zhì)量百分比濃度為10%的次氯酸的質(zhì)量之比為4ml:1g ~ 5ml:1g，反應(yīng)結(jié)束，得到高鐵酸鹽溶液，通過反應(yīng)釜下部出口輸出。

上述方案中強(qiáng)堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉中的任一種或兩種的混合物。

上述方案中三價(jià)鐵鹽為硝酸鐵、氯化鐵、硫酸鐵、九水硝酸鐵中的任一種或至少兩種以上的混合物。

上述方案中反應(yīng)釜的溫度控制在5℃~30℃。

上述方案中強(qiáng)堿和水?dāng)嚢钑r(shí)間為10分鐘，強(qiáng)堿溶液與三價(jià)鐵鹽固體攪拌時(shí)間為10分鐘，第一混合液與高錳酸鉀攪拌時(shí)間為10分鐘。

上述方案中反應(yīng)釜通過支撐座支撐，機(jī)械攪拌器從反應(yīng)釜底部伸入到反應(yīng)釜中，鹽酸儲(chǔ)液罐通過第一支架設(shè)置在反應(yīng)釜一側(cè)，次氯酸儲(chǔ)液罐通過第二支架設(shè)置在反應(yīng)釜另一側(cè)，鹽酸儲(chǔ)液罐通過第一滴液管經(jīng)過進(jìn)料口伸入到反應(yīng)釜中，第一滴液管上設(shè)置第一蠕動(dòng)泵，次氯酸儲(chǔ)液罐通過第二滴液管經(jīng)過進(jìn)料口伸入到反應(yīng)釜中，第二滴液管上設(shè)置第二蠕動(dòng)泵。

上述方案中反應(yīng)釜中得到的高鐵酸鹽濃度大于2mol/L；制備高鐵酸鹽復(fù)合藥劑的UV/VIS 掃描最大吸收峰在 510nm 處。

1、本發(fā)明提供一種弱堿性、高穩(wěn)定性高鐵酸鹽溶液的制備方法，本發(fā)明采用鐵鹽、強(qiáng)堿、氧化劑高錳酸鉀、鹽酸、次氯酸為原料，將在線濕法制備的高鐵酸鹽直接用于水處理、污泥、大氣等環(huán)境領(lǐng)域。所制備的高鐵酸鹽產(chǎn)品以弱堿性液體狀態(tài)存在時(shí)也穩(wěn)定，可省略提純和固化步驟，操作簡(jiǎn)便，對(duì)設(shè)備的要求較低，制備簡(jiǎn)單，即可現(xiàn)制現(xiàn)用，又可規(guī)模化生產(chǎn)；本發(fā)明生產(chǎn)的高鐵酸鹽濃度大于2mol/L；制備高鐵酸鹽復(fù)合藥劑的UV/VIS 掃描最大吸收峰在 510nm 處。

2、本發(fā)明提高了高鐵酸鹽在水處理、污泥、大氣等環(huán)境領(lǐng)域的可應(yīng)用性，成本低、效果好。

附圖說明

圖1為在線制備高鐵酸鹽溶液的裝置示意圖。

圖中：1機(jī)械攪拌器， 2進(jìn)料口， 3出液口，4第一蠕動(dòng)泵， 5第二蠕動(dòng)泵， 6反應(yīng)釜， 7鹽酸儲(chǔ)液罐， 8次氯酸儲(chǔ)液罐， 9第一支架， 10第二支架， 11第一滴液管， 12第二滴液管， 13支撐座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：

這種在線制備高鐵酸鹽溶液的方法通過在線制備高鐵酸鹽溶液的裝置實(shí)現(xiàn)，在線制備高鐵酸鹽溶液的裝置包括反應(yīng)釜6、鹽酸儲(chǔ)液罐7、次氯酸儲(chǔ)液罐8、蠕動(dòng)泵、滴液管，反應(yīng)釜6通過支撐座13支撐，機(jī)械攪拌器1從反應(yīng)釜6底部伸入到反應(yīng)釜6中，鹽酸儲(chǔ)液罐7通過第一支架9設(shè)置在反應(yīng)釜6一側(cè)，次氯酸儲(chǔ)液罐8通過第二支架10設(shè)置在反應(yīng)釜6另一側(cè)，鹽酸儲(chǔ)液罐7通過第一滴液管11經(jīng)過進(jìn)料口2伸入到反應(yīng)釜6中，第一滴液管11上設(shè)置第一蠕動(dòng)泵4，次氯酸儲(chǔ)液罐8通過第二滴液管12經(jīng)過進(jìn)料口2伸入到反應(yīng)釜6中，第二滴液管12上設(shè)置第二蠕動(dòng)泵5；反應(yīng)釜進(jìn)料口2設(shè)置在釜頂，該進(jìn)料口2為固、液體進(jìn)料口，出液口3設(shè)置在下部，第二支架10的下方。

實(shí)施例1：

這種在線制備高鐵酸鹽溶液的方法：

稱取8千克水，通過進(jìn)料口2加入反應(yīng)釜6中，通過進(jìn)料口2加入氫氧化鈉0.4千克，通過機(jī)械攪拌器1攪拌，混合攪拌10分鐘，得到強(qiáng)堿溶液；稱取硝酸鐵1.6千克，通過進(jìn)料口2加入反應(yīng)釜6中，通過機(jī)械攪拌器1混合攪拌10分鐘，得到第一混合液；稱取高錳酸鉀2千克，通過進(jìn)料口2加入反應(yīng)釜6中，通過機(jī)械攪拌器1攪拌10分鐘得到第二混合液；通過第一蠕動(dòng)泵4向反應(yīng)釜6中滴加質(zhì)量百分比濃度為5%的稀鹽酸4千克，同時(shí)通過第二蠕動(dòng)泵5向反應(yīng)釜6中滴加質(zhì)量百分比濃度為10%的次氯酸1.5千克，反應(yīng)結(jié)束，得到高鐵酸鹽溶液，反應(yīng)釜6中得到的高鐵酸鹽濃度大于2mol/L；制備高鐵酸鹽復(fù)合藥劑的UV/VIS 掃描最大吸收峰在 510nm 處，通過反應(yīng)釜6下部出口輸出。反應(yīng)釜6的溫度控制在5℃~30℃。

實(shí)施例2：

這種在線制備高鐵酸鹽溶液的方法：

稱取8千克水，通過進(jìn)料口2加入反應(yīng)釜6中，通過進(jìn)料口2加入氫氧化鈉0.4千克，通過機(jī)械攪拌器1攪拌，混合攪拌10分鐘，得到強(qiáng)堿溶液；稱取硝酸鐵1.3千克，通過進(jìn)料口2加入反應(yīng)釜6中，通過機(jī)械攪拌器1混合攪拌10分鐘，得到第一混合液；稱取高錳酸鉀1.6千克，通過固體進(jìn)料口2加入反應(yīng)釜6中，通過機(jī)械攪拌器1攪拌10分鐘得到第二混合液；通過第一蠕動(dòng)泵4向反應(yīng)釜6中滴加質(zhì)量百分比濃度為5%的稀鹽酸2.7千克，同時(shí)通過第二蠕動(dòng)泵5向反應(yīng)釜6中滴加質(zhì)量百分比濃度為10%的次氯酸2千克，反應(yīng)結(jié)束，得到高鐵酸鹽溶液，反應(yīng)釜6中得到的高鐵酸鹽濃度大于2mol/L；制備高鐵酸鹽復(fù)合藥劑的UV/VIS 掃描最大吸收峰在 510nm 處，通過反應(yīng)釜6下部出口輸出。反應(yīng)釜6的溫度控制在5℃~30℃。

實(shí)施例3：

這種在線制備高鐵酸鹽溶液的方法：

稱取8千克水，通過進(jìn)料口2加入反應(yīng)釜6中，通過進(jìn)料口2加入氫氧化鈉0.4千克，通過機(jī)械攪拌器1攪拌，混合攪拌10分鐘，得到強(qiáng)堿溶液；稱取硝酸鐵1.5千克，通過進(jìn)料口2加入反應(yīng)釜6中，通過機(jī)械攪拌器1混合攪拌10分鐘，得到第一混合液；稱取高錳酸鉀1.8千克，通過進(jìn)料口2加入反應(yīng)釜6中，通過機(jī)械攪拌器1攪拌10分鐘得到第二混合液；通過第一蠕動(dòng)泵4向反應(yīng)釜6中滴加質(zhì)量百分比濃度為5%的稀鹽酸3千克，同時(shí)通過第二蠕動(dòng)泵5向反應(yīng)釜6中滴加質(zhì)量百分比濃度為10%的次氯酸1.8千克，反應(yīng)結(jié)束，得到高鐵酸鹽溶液，反應(yīng)釜6中得到的高鐵酸鹽濃度大于2mol/L；制備高鐵酸鹽復(fù)合藥劑的UV/VIS 掃描最大吸收峰在 510nm 處，通過反應(yīng)釜6下部出口輸出。反應(yīng)釜6的溫度控制在5℃~30℃。