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.