[發明專利]一種高鐵酸鉀的制備方法

有效

• 申請號: 201210360681.3
• 申請日: 2012-09-22
• 公開（公告）號: CN103663563A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張全生;吳大天;呂林;夏驥;郭東莉
• 申請（專利權）人: 金華弗蘭德環保科技有限公司;上海應用技術學院
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;C25B1/46;C25B1/26
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 曾少麗

技術領域

本發明涉及一種高鐵酸鉀的制備方法，屬于環保材料技術領域。

背景技術

高鐵酸鹽在酸性溶液和堿性溶液中的標準電極電位分別如下：

FeO₄^2-+8H⁺+3e=Fe³⁺+4H₂O????E(FeO₄^2-/Fe³⁺)=2.20V

FeO₄^2-+3H₂O+3e=FeOOH+5OH^-??E(FeO₄^2-/FeOOH)=0.76V

在比較廣的pH范圍內是一種強氧化劑。高鐵酸鹽作為氧化劑，在酸性條件下的最終產物是三價鐵離子，對環境友好；堿性條件下形成鐵的羥基氧化物，具有強的絮凝作用，能絮凝水體中大部分的離子、有機物和懸浮物。高鐵酸鹽集氧化、殺菌、吸附、絮凝、助凝、脫色、除臭等功能于一體，是環境治理和保護中一種新型氧化劑。高鐵酸鹽作為電池的正極材料，在放電過程中涉及三個電子的還原過程，比傳統堿性鋅錳電池中采用的MnO₂正極材料有更高的比容量。目前還沒有一種高鐵酸鹽制備工藝能滿足環境治理對高鐵酸鹽使用的大批量要求，也沒有能符合電池工業對高鐵酸鹽的高純度要求，因此，使高鐵酸鹽的工業應用受到限制。

目前報道的高鐵酸鹽的制備方法包括高溫氧化法、溶液氧化法和電解氧化法。

US4545974，US4551326，US4385045，US20050253171，US20100151049，CN1769186A等專利提出高溫氧化法，使用過氧化鉀(鈉)、過硫酸鉀、硝酸鉀等作為氧化劑，鐵、氧化鐵等作為鐵源，在500℃以上高溫條件下加熱氧化劑與鐵源化合物的混合物生成高鐵酸鉀。由于固態反應存在的不均勻性，得到的高鐵化合物含量較低，而且是混合物，分離困難，因此，工業應用可能性比較小。

CN101117240A，CN101318707A，CN101503216A，CN101597087A，CN101955230A，CN102161513A，CN1329182A，CN1613778A，CN1749166A，US20020121482，US20020155044，US20030146169，US20090120802，US20110036725A1,US20120175314A1等專利提出采用次氯酸鹽溶液氧化法制備高鐵酸鹽，次氯酸鹽采用堿液吸收氯氣的方法制備或直接使用次氯酸鹽配置，涉及的主要反應過程:

Cl₂+2OH^-==ClO^-+Cl^-+H₂O

2Fe³⁺+3ClO^-+10OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O

無論是采用氯氣還是直接用次氯酸鹽，氯氣和次氯酸鹽的運輸和保管都很困難，而且反應后的含堿廢液處理是一個難題。US5746994提出采用單過硫酸鹽(HSO₅^-)氧化Fe³⁺制備高鐵酸鹽，單過硫酸鹽也是一種需要特殊方法合成的化學品，缺乏廣泛的來源。

電解氧化法是目前研究的比較廣泛的一種方法。US4435256，US4435257，US4451338，CN101187028A，CN101525754A，CN101713078A，CN1488782A，CN1740398A，CN1900365A等提出電解氧化法，基本原理是在強堿性電解液中直流電解，含鐵陽極電化學氧化成FeO₄^2-。US20030159942，US7045051等提出采用KOH和NaOH混合電解液，以實現制備高鐵酸鉀過程中產生的混合堿液的回用。直接電解過程的基本反應原理:

Fe+2KOH+2H₂O==K₂FeO₄+3H₂