高铁酸钾(英文名称:
钾 铁酸盐)是一种化合物,
分子式为K2FeO4,相对分子质量为198.039。其外观为暗紫色有光泽粉末,分解温度高于80℃;易溶于水,形成深紫色溶液;不溶于
乙醚、醇和
三氯甲烷等有机
溶剂;其氧化性比
高锰酸钾强;无毒、无刺激。溶液的碱性随分解而增大,在强碱性溶液中相当稳定,比高镐酸钾具有更强的氧化性。
高铁酸钾主要用于
饮用水处理,是一种新型非氯高效水处理剂;还可用于工业
废水与城市生活污水的处理。去除水中部分有机污染物、重金属离子和脱色除臭;处理含酚及
氰化物镀镉废水;控制冷凝循环水生物粘垢的生成。
此外,它还可用作
磺酸、
亚硝酸盐、
硫酸亚铁化物和其他
无机化合物的
氧化剂;用于纸张表面施胶;制氧化淀粉用于精整;炼锌时除锰、锑和;用于香烟过滤咀等。
高铁酸钾纯品为暗紫色有光泽粉末。198℃以下干燥空气中稳定。极易溶于水而成浅紫红色溶液,静置后会分解放出
氧气,并沉淀出水合
氧化铁(即氧化铁)。溶液的碱性随分解而增大,在强碱性溶液中相当稳定,是极好的氧化剂。具有高效的消毒作用。比
高锰酸钾具有更强的氧化性。
高铁酸钾是含有的一种化合物,其中心
原子Fe以六价存在,在酸性条件下和碱性条件下的标准
电极电势分别为/=2.20V,/=0.72V,因此,无论在酸性条件,还是碱性条件下
铁酸盐都具有极强的氧化性,可以广泛用于水和
废水的氧化、消毒、杀菌。因此,高铁酸盐是倍受关注的一类新型、高效、无毒的多功能
水处理剂。在
饮用水的处理过程中,集氧化、
吸附、
絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭等八大特点为一体的综合性能,是其他水处理剂不可比拟的。PH在6-6.5时,每升水加6mg-10mg,常温下30分钟即可杀灭水体中致病菌、
大肠杆菌、
肠道沙门氏菌及病毒去除率为99.5%-99.95%以上,无异味适口性好,达安全饮用标准。为此本产品在水处理系列产品中显示出超强的优势。
对于废水中的BOD、COD、铅、镉、硫等具有良好的去除作用,10mg—20mg/L的
高铁酸钾氧化96%的BOD,去除86%的
氨氮和75%的磷,PH5.5时,原水
浊度为28度(沉后余浊)条件下,30mg/L的高铁酸钾,可将水中
三氯乙烯去除85.6%,的去除率达100%,高铁酸钾良好的
絮凝作用,表现在水中与污染物作用的过程中,经过一系列反应,由六价降至三价,带有不同电荷的中间态如:Fe(Ⅴ)/Fe(Ⅵ)等,并逐步被还原成具有絮凝作用的Fe(Ⅲ)。在印染、
制革、印刷、
造纸、制药、石油工业、石化工业等均具有较好应用潜力。该产品在水体净化中的独特效果是同时发挥氧化、
吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭的协同作用,并不产生任何有毒、有害的物质。用多功能的复合药剂强化与拓宽现行常规
给水处理工艺的净水效能,可以不改变现有工艺流程,不增加大的附属设施,适合中国国情的饮用水消毒技术,具有广阔的研究开发前景,并可能成为消毒技术研究的一个主要方向。
可增加水体的溶氧量对水体中
氨氮、
亚硝酸盐、
藻类类具有良好的去除效果,用于清除水中
富里酸、悬浮物,淡水中富营养现象。水体灭菌、消毒、净化效果独特。
4. 高铁酸钾用于海洋防污治理
有关资料报导,在海洋环境净化方面的应用,以和
过氧化物混合使用,作为无毒无害化的海洋防污剂,当他们的质量分别在2×10-8和3×10-7时,几乎显示出100%的防污效果,其良好的协同功能大大优于单独使用的效果,可用于近海养殖场及近海环境的净化。
由于对水体净化的优越性能,可将其应用到游泳池水的循环再生使用,它不仅消毒杀菌,去除人体带入的污物和悬浮固体,并对人体无任何伤害与刺激,安全无异味,投加方便,因此以它取代
氯气用于游泳池水的消毒净化再生使用,是非常合适的。
在处理放射性废水时有优良的性能,以高铁酸钾处理含、废水,在PH值为11.5—12时,可将总α
射线从3.0×106Pci/L降至3.0×103Pci/L以下(1Pci=1012ci) .在美国能源部对放射性废水的治理中,用以二步处理过程将总α射线从37000Pci/L降到40 Pci/L。实际应用证明,高铁酸钾的性能优于目前流行的放射性
废水的治理方法,处理水浓度大大低于排放标准。
高铁酸钾和其他除砷原料相比,具有简便、效果好、产生污泥量少,无二次污染等优点,对于高砷
饮用水,只要高铁酸钾投量与原水砷浓度达到15:1以上,处理后的水样中砷残留量都可以达到国家饮用水卫生标准\u003c0.01mg/L的要求。
对
氰化物有很好的去除效果。当
水溶液中的
质量浓度为10mg/L时,用75mg/L和167mg/L进行除CN处理,在PH为11.2接触10mg可去除大部分的,其残余浓度为0.082mg/L —0.062mg/L去除率可达到99.18%—99.38%以上。显示使用本产品在含氰
废水治理中具有良好的应用效果。
在
水处理中由于功能独特,其应用研究继续深入。而潜在的用途包括在
化学工业中利用其强氧化性能,能够氧化
磺酸、
亚硝酸盐、
硫酸亚铁氰化物和其他
无机化合物,造氧化淀粉用于纸张表面施胶及纺织品的精整。
冶炼锌时用于除锰、锑和砷。在
烟草工业中用于过滤嘴的制造(可氧化
尼古丁变为香韵之味)。
在
电子与国防工业中潜在的应用不断扩展,如:高铁酸钾“
纳米电池”是储能密度大、体积小、重量轻、寿命长、高电压、高容量的新型无污染化学电源。功率及放电电流是普通电池的3——10倍。据有关资料记载的报导,可用其制成高效消毒净化剂,使军队在作战条件下
饮用水消毒灭菌,处理一些放射性
核污染的水,使其放射微粒可通过高铁酸钾的高效
絮凝作用而除去,水质达到饮用级。实验发现,它具有除
有机化合物,强化去除水中
藻类,强化助凝控制剩余铝以及去除水中重金属等多种功能。
本法操作简便,成功率高,易于实验室制备,缺点是纯度低,产品中含有
氢氧化铁等副产物。
将
氯气通入氢氧化钠溶液生成饱和
次氯酸钠浓碱溶液,缓慢加入
硝酸铁氧化反应生成
高铁酸钠,用
氢氧化钾转化成高铁酸钾,抽滤得粗品,再用氢氧化钾溶解,
重结晶,用苯和95%
乙醇进行脱碱、
乙醚洗涤,干燥制得高铁酸钾产品,可立即使用或储存于隔绝空气的容器中。反应方程式为: