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 高鐵酸鉀

中文名稱    高鐵酸鉀

中文同名    高鐵(VI)酸鉀

英文名稱    potassium ferrate

化學(xué)式       K2FeO4

分子量       198.04

CAS編號(hào)   39469-86-8

質(zhì)檢信息

質(zhì)檢項(xiàng)目       指標(biāo)值

含量,％         ≥98%

熔點(diǎn) ?4 °C(lit.)

沸點(diǎn) 59 °C(lit.)

密度 1.596 g/mL at 25 °C(lit.)

蒸氣壓 269 hPa (30 °C)

折射率 n20/D 1.275(lit.)

閃點(diǎn) 4,4°C

化學(xué)特性

高鐵酸鉀為暗紫色有光澤粉末。198℃以下穩(wěn)定。極易溶于水而成淺紫紅色溶液，靜置后會(huì)分解放出氧氣，并沉淀出水合三氧化二鐵。溶液的堿性隨分解而增大，在強(qiáng)堿性溶液中相當(dāng)穩(wěn)定，是極好的氧化劑。

產(chǎn)品用途

1.高鐵酸鉀是含有FeO42-的一種化合物，其中心原子Fe以六價(jià)存在，在酸性條件下和堿性條件下的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢分別為E0FeO42-/Fe3+=2.20V，E0FeO42-/Fe(OH)3=0.72V，因此，無論在酸性條件，還是堿性條件下高鐵酸鹽都具有極強(qiáng)的氧化性，可以廣泛用于水和廢水的氧化、消毒、殺菌。

2.高鐵酸鹽是倍受關(guān)注的一類新型、高效、無毒的多功能水處理劑。在飲用水的處理過程中，集氧化、吸附、絮凝、沉淀、滅菌、消毒、脫色、除臭等八大特點(diǎn)為一體的綜合性能，是其他水處理劑不可比擬的。

3.PH在6-6.5時(shí)，每升水加K2FeO46mg-10mg，常溫下30分鐘即可殺滅水體中致病菌、大腸桿菌、傷寒桿菌及病毒去除率為99.5%-99.95%以上，無異味適口性好，達(dá)安全飲用標(biāo)準(zhǔn)。為此本產(chǎn)品在水處理系列產(chǎn)品中顯示出超強(qiáng)的優(yōu)勢。

4.K2FeO4對(duì)于廢水中的BOD、COD、鉛、鎘、硫等具有良好的去除作用，10mg—20mg/L的高鐵酸鉀氧化96%的BOD，去除86%的氨氮和75%的磷，PH5.5時(shí)，原水濁度為28度（沉后余濁）條件下，30mg/L的高鐵酸鉀，可將水中三氯乙烯去除85.6%，萘的去除率達(dá)100%，高鐵酸鉀良好的絮凝作用，表現(xiàn)在水中與污染物作用的過程中，經(jīng)過一系列反應(yīng)，由六價(jià)降至三價(jià)，帶有不同電荷的中間態(tài)如：Fe（Ⅴ）/Fe（Ⅵ）等，并逐步被還原成具有絮凝作用的Fe。

5.在印染、制革、印刷、造紙、制藥、石油工業(yè)、石化工業(yè)等均具有較好應(yīng)用潛力。該產(chǎn)品在水體凈化中的獨(dú)特效果是同時(shí)發(fā)揮氧化、吸附、絮凝、沉淀、滅菌、消毒、脫色、除臭的協(xié)同作用，并不產(chǎn)生任何有毒、有害的物質(zhì)。

6.用多功能的復(fù)合藥劑強(qiáng)化與拓寬現(xiàn)行常規(guī)給水處理工藝的凈水效能，可以不改變現(xiàn)有工藝流程，不增加大的附屬設(shè)施，適合中國國情的飲用水消毒技術(shù)，具有廣闊的研究開發(fā)前景，并可能成為消毒技術(shù)研究的一個(gè)主要方向。

7.K2FeO4可增加水體的溶氧量對(duì)水體中氨氮、亞硝酸鹽、水藻類具有良好的去除效果，用于清除水中富里酸、懸浮物，淡水中富營養(yǎng)現(xiàn)象。水體滅菌、消毒、凈化效果獨(dú)特。

8.有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，K2FeO4在海洋環(huán)境凈化方面的應(yīng)用，以K2FeO4和過氧化物混合使用，作為無毒無害化的海洋防污劑，當(dāng)他們的質(zhì)量分別在2×10-8和3×10-7時(shí)，幾乎顯示出100%的防污效果，其良好的協(xié)同功能大大優(yōu)于單獨(dú)使用的效果，可用于近海養(yǎng)殖場及近海環(huán)境的凈化。

9.由于K2FeO4對(duì)水體凈化的優(yōu)越性能，可將其應(yīng)用到游泳池水的循環(huán)再生使用，它不僅消毒殺菌，去除人體帶入的污物和懸浮固體，并對(duì)人體無任何傷害與刺激，安全無異味，投加方便，因此以它取代氯氣用于游泳池水的消毒凈化再生使用，是非常合適的。

10.K2FeO4在處理放射性廢水時(shí)有優(yōu)良的性能，以高鐵酸鉀處理含镅、钚廢水，在PH值為

11.5—12時(shí)，可將總α射線從3.0×106Pci/L降至3.0×103Pci/L以下 （1Pci=1012ci) .在美國能源部對(duì)放射性廢水的治理中，用K2FeO4以二步處理過程將總α射線從37000Pci/L降到40 Pci/L。實(shí)際應(yīng)用證明，高鐵酸鉀的性能優(yōu)于目前流行的放射性廢水的治理方法，處理水濃度大大低于排放標(biāo)準(zhǔn)。

12.冶煉鋅時(shí)用于除錳、銻和砷。在煙草工業(yè)中用于過濾嘴的制造

 

儲(chǔ)藏措施

1.儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫房。

2.應(yīng)與氧化劑、食用化學(xué)品分開存放，切忌混儲(chǔ)。

3.保持容器密封。

4.遠(yuǎn)離火種、熱源，防止陽光直射。

5.庫房必須安裝避雷設(shè)備。

6.排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有導(dǎo)除靜電的接地裝置。

7.采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)置。

8.禁止使用易產(chǎn)生火花的設(shè)備和工具。

9.儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。

10.防止粉塵和氣溶膠生成。

急救措施 

【食入】攝入不可能。但是，如果攝入，獲得緊急醫(yī)療照顧。

【吸入】如果克服被曝光，將受害人轉(zhuǎn)移到空氣新鮮處。給予吸氧或人工呼吸。獲得緊急醫(yī)療照顧。迅速采取行動(dòng)是至關(guān)重要的。

【皮膚】立即脫去污染的衣著。徹底清洗皮膚，用溫和的肥皂/水。W /溫水沖洗15分鐘。如果是粘的，首先使用無水清潔。尋求醫(yī)療照顧，如果不良影響或刺激。

【眼睛】眼睛接觸的情況下，立即用清水沖洗20-30分鐘。經(jīng)常收回眼皮。獲得緊急醫(yī)療照顧。

生產(chǎn)方法

次氯酸鹽氧化法

將NaOH加入反應(yīng)釜中，加水溶解后冷卻到20℃，通氯氣充分飽和。然后過濾，除去固體NaCl。濾液備用（波浪為有效氯含量為70%～80%的次氯酸鈉溶液）。

將濾液轉(zhuǎn)移到氧化反應(yīng)釜中，在20～30℃下一邊攪拌一邊滴加Fe(NO3)3溶液。反應(yīng)一段時(shí)間后取樣測終點(diǎn)。當(dāng)反應(yīng)液中[Fe3+}＜0.5mg/ml時(shí)即為氧化終點(diǎn)。到達(dá)終點(diǎn)后再繼續(xù)攪拌一小時(shí)。然后加入40%的水溶液，靜止后將析出的NaCl過濾除去。濾液備用。

將濾液轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)化釜中，加入50%的KOH水溶液，在20～30℃下反應(yīng)2h。析出的褐紫色沉淀便是K2FeO4。過濾，用冰水和丙三醇洗滌濾餅，真空干燥，包裝即可。

高溫過氧化鈉法 將過氧化鈉和硫酸亞鐵依次投入反應(yīng)釜中，其投料比為3︰1（mol）。密閉反應(yīng)器，在氮?dú)饬髦校訜岱磻?yīng)，在700℃下反應(yīng)一小時(shí)。得到Na2FeO4粉末，將其溶于NaOH溶液，快速過濾。濾液轉(zhuǎn)移至轉(zhuǎn)化釜中，加入等摩爾KOH固體，析出K2FeO4結(jié)晶。用95%乙醇洗滌，真空干燥得成品。

化學(xué)氧化法將氯氣通人氫氧化鈉溶液生成飽和次氯酸鈉濃堿溶液，緩慢加入硝酸鐵氧化反應(yīng)生成高鐵酸鈉，用氫氧化鉀轉(zhuǎn)化成高鐵酸鉀，抽濾得粗品，再用氫氧化鉀溶解，重結(jié)晶，用苯和95%乙醇進(jìn)行脫堿、乙醚洗滌，干燥制得高鐵酸鉀產(chǎn)品，可立即使用或儲(chǔ)存于隔絕空氣的容器中。其

2NaOH+Cl2→NaCIO+NaCl+H2O

Fe(N03)3+3NaOH→Fe(OH)3+3NaNO3

2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH→2Na2FeO4+3NaCI+5H2O

Na2FeO4+2KOH→K2FeO4+2NaOH

電解法將三氯化鐵和氫氧化鈉溶液，在隔膜型電解槽，以鐵陽極電解氧化，先生成鐵的氧化一氫氧化物絡(luò)合物，在鹵素離子存在下，電化學(xué)轉(zhuǎn)化為高鐵酸鹽離子，與Na+>^結(jié)合成高鐵酸鈉，含量可達(dá)50～80 g/L。用50%氫氧化鉀溶液，按氫氧化鉀與高鐵酸鈉摩爾比值3：1反應(yīng)生成高鐵酸鉀，抽濾，用異丙醇脫堿、洗滌，經(jīng)干燥制得高鐵酸鉀，放入密閉干燥器中保存。其

Fe+8OH->^[Cl->^]→[FexOy?n H2O]^[Cl->^]→FeO42->^+4H2O+6e<->^

FeCl3+8OH->^^[Cl->^]→[FexOy?n H2O] ^[Cl->^]→FeO42->^+4H2O+3Cl->^+3e->^

6Na+>^6H2O+6e→6NaOH+3H2↑

Na2FeO4+2KOH→K2FeO4+2NaOH

制備方法

一、可由氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成飽和次氯酸鈉濃堿液，再用硝酸鐵氧化，經(jīng)氫氧化鉀溶解而得。也可電解三氯化鐵和氫氧化鈉溶液后，再與氫氧化鉀反應(yīng)制得。

由于目前制備工藝還不成熟，至今高鐵酸鉀在市場上比較少，在實(shí)驗(yàn)室制備的流程如下：

濕法

⒈準(zhǔn)備一個(gè)研缽

⒉加入次氯酸鈉溶液

⒊加入固體NaOH直至不再溶解，冷卻

⒋加入適量三氯化鐵或硝酸鐵固體，用力研磨至紫紅色

⒌用砂芯漏斗抽濾

⒍加入適量飽和KOH溶液

⒎抽濾

電解法

電解液采用14M到16M的氫氧化鈉溶液，陽極采用比表面積較大的鐵絲網(wǎng)電極，陰極采用石墨電極，電源采用直流穩(wěn)壓電源，槽電壓3~7V，表觀電流密度80mA/cm2，電解槽采用有PVC隔膜的電解槽，電解8h左右，陽極室即可得高鐵酸鈉溶液，.本法操作簡便，成功率高，易于實(shí)驗(yàn)室制備，缺點(diǎn)是純度低，產(chǎn)品中含有氫氧化鐵等副產(chǎn)物。

化學(xué)氧化法

將氯氣通入氫氧化鈉溶液生成飽和次氯酸鈉濃堿溶液，緩慢加入硝酸鐵氧化反應(yīng)生成高鐵酸鈉，用氫氧化鉀轉(zhuǎn)化成高鐵酸鉀，抽濾得粗品，再用氫氧化鉀溶解，重結(jié)晶，用苯和95%乙醇進(jìn)行脫堿、乙醚洗滌，干燥制得高鐵酸鉀產(chǎn)品，可立即使用或儲(chǔ)存于隔絕空氣的容器中。

二、針對(duì)背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種制備高鐵酸鉀的方法:1)配制含有次氯酸鈉和氫氧化鈉的第一混合溶液；2)向第一混合溶液中加入硝酸鐵固體，獲得含有高鐵酸鈉的第二混合溶液；3)在0°·C條件下向第二混合溶液中加入氫氧化鉀固體，獲得含有高鐵酸鉀的第三混合溶液，隨著氫氧化鉀固體的加入，第三混合溶液中的高鐵酸鉀含量逐漸升高，高鐵酸鉀從第三混合溶液中析出；4)對(duì)析出的高鐵酸鉀進(jìn)行洗滌、干燥即可獲得成品高鐵酸鉀；

在進(jìn)行步驟2 )、3 )操作的過程中，對(duì)第二混合溶液和第三混合溶液進(jìn)行持續(xù)電解操作，次氯酸鈉分解生成的氯化鈉在電解作用下，與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，重新生成次氯酸鈉，從而提高次氯酸鈉的利用率。其化學(xué)原理是:用次氯酸鈉作為原料制備高鐵酸鉀時(shí)，次氯酸鈉自身分解會(huì)產(chǎn)生大量的氯化鈉，并導(dǎo)致溶液中次氯酸鈉的濃度降低；采用本發(fā)明方案后，本發(fā)明的電解操作可使水中的氯化鈉發(fā)生電解，2NaCl+4H20 — 2Na0H+Cl2+02+3H2，產(chǎn)生的Cl2又與NaOH發(fā)生反應(yīng)，2Na0H + Cl2 ^ NaClO + NaCl + H2O, Cl2 與 NaOH 反應(yīng)生成的 NaClO 又使溶液中的 NaClO濃度得到提高，有利于溶液中NaClO濃度保持在較高的水平,從而提高次氯酸鈉的利用率，降低高鐵酸鉀的制備成本。為了進(jìn)一步提高反應(yīng)系統(tǒng)中高鐵酸根離子的濃度，本發(fā)明還作了如下改進(jìn):所述電解操作采用鐵作為陽極?；谇笆龇桨?，本發(fā)明還提出了如下的優(yōu)選參數(shù):所述第一混合溶液中，次氯酸鈉含量為1.r1.5 mol/L (有效氯濃度為8°/Γ 2%)，氫氧化鈉過量。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:NaC10分解生成的氯化鈉被電解后，可重新生成NaClO,對(duì)NaClO分解導(dǎo)致的濃度下降起到一定的補(bǔ)償效果，提高

NaClO的利用率，降低生產(chǎn)成本。一種制備高鐵酸鉀的方法，I)配制含有次氯酸鈉和氫氧化鈉的第一混合溶液；2)向第一混合溶液中加入硝酸鐵固體，獲得含有高鐵酸鈉的第二混合溶液；3)在0°C條件下向第二混合溶液中加入氫氧化鉀固體，獲得含有高鐵酸鉀的第三混合溶液，隨著氫氧化鉀固體的加入，第三混合溶液中的高鐵酸鉀含量逐漸升高，高鐵酸鉀從第三混合溶液中析出；4)對(duì)析出的高鐵酸鉀進(jìn)行洗滌、干燥即可獲得成品高鐵酸鉀；在進(jìn)行步驟2 )、3 )操作的過程中，對(duì)第二混合溶液和第三混合溶液進(jìn)行持續(xù)電解操作，次氯酸鈉分解生成的氯化鈉在電解作用下，與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，重新生成次氯酸鈉，從而提高次氯酸鈉的利用率。進(jìn)一步地，所述電解操作采用鐵作為陽極。進(jìn)一步地，所述第一混合溶液中，次氯酸鈉含量為1.r1.5 mol/L，氫氧化鈉過量。 實(shí)施例:配制第一混合溶液，其中次氯酸鈉含量為1.476mol/L，氫氧化鈉是過量的；啟動(dòng)電解裝置，同時(shí)，向第一混合溶液中緩慢加入硝酸鐵固體，在添加硝酸鐵固體時(shí)，緩慢攪拌，反應(yīng)溫度控制在24 3(TC ;反應(yīng)持續(xù)1.5小時(shí)以上后，向溶液內(nèi)加入氫氧化鉀固體至過量，緩慢攪拌，添加氫氧化鉀的同時(shí)，將環(huán)境溫度調(diào)節(jié)為0°

概述

高鐵酸鉀是極好的氧化劑。具有高效的消毒作用，為一種新型非氯高效消毒劑。主要用于飲水處理?；どa(chǎn)中用作磺酸、亞硝酸鹽、亞鐵氰化物和其他無機(jī)物的氧化劑，在煉鋅時(shí)用于除錳、銻和砷，煙草工業(yè)用于香煙過濾嘴等。

產(chǎn)品信息
[重量]	100g
[顏色]	紫色
危險(xiǎn)性類別
[危險(xiǎn)性類別]	非危險(xiǎn)品