无机高分子混凝剂聚合氯化铁的合成原理

来源:未知日期:2018-12-02 15:50 浏览:

    因含铁原料的不同,目前生产聚合氯化铁的工艺也不同。在以铁矿石、铁屑、氧化铁皮、硫铁矿石为原料进行生产时,首先用盐酸将上述物质在一定的条件下溶解,然后采用不同的氧化剂,将剩余亚铁离子氧化。如果在氧化前控制溶液中HCl的量高于或等于形成氯化铁所需要的量,即可形成含游离酸的氯化铁溶液或聚合氯化铁溶液。如果将盐酸量控制在低于上述值的范围内,就可以生成不同盐基度的聚合氯化铁。氧化亚铁离子的速度,取决于氧化剂,例如氯酸盐是很强的氧化剂,在溶液中可以迅速将亚铁离子氧化,但是由于氯酸盐的价格较高,以其为原料生产成本较高。氧气是一种低价的氧化剂,采用设计合理的工艺和设备,同样可以达到接近氯酸盐的氧化速度,并且可以大幅度降低成本。盐基度取决于溶液中氯离子与铁离子的比例〔4,5〕。反应式(1)~(5)给出了氧气氧化法反应机理。

  HCl+MNO2=HNO2+MCl (1)
  HCl+HNO2+FeCl2=FeCl3+NO+H2O (2)
  2NO+O2=2NO2 (3)
  2HCl+NO2+2FeCl2=2FeCl3+NO↑+H2O (4)

总反应式为
  4FeCl2+(2-n)HCl+O2=
      2Fe2(OH)nCl6-n+2(1-n)H2O                   (5)
式中:M是碱金属离子或碱土金属离子;0≤n<2。
  由上述反应式可以知道,氮氧化物催化氧化亚铁离子的反应是一个典型的气液反应,因此决定反应速度的因素在NO的氧化速度和NO2的溶解速度,而NO的氧化速度要远远高于后者,所以加快NO2的溶解成为反应速度的决定步骤。加强气体的溶解通常采用两种方法,一是增大气液的接触表面积,另一种方法是增大气液相的压力。国内外在解决氮氧化物催化氧化氯化亚铁时,也是从这两方面着手。上述反应的催化剂不仅仅限可与氯化亚铁发生作用的氮氧化物,在氯化亚铁的混合液中可溶的亚硝酸盐和亚硝酸、硝酸盐及硝酸均对于该反应同样具有催化作用。采用反应釜或者反应塔,都可以用来生产聚合氯化铁聚合氯化铁具有强烈水解的倾向,其稳定性低于聚合硫酸铁,在合成过程中应加入少量的稳定剂,它们对于提高聚合氯化铁的盐基度和稳定性有一定作用。

0
威尼斯人平台
电话
短信
联系
XML 地图 | Sitemap 地图