СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ СЕРНОКИСЛОГО ОКИСНОГО Советский патент 1973 года по МПК C25B1/00 C01G49/14 

1Изобретение относится к технологии получения свр1нокислого окиеного железа, которое применяется, ,в частиости, как .коагулянт в процессах ВОДООЧ1И1СТК1И.

Известен способ лолучеиия растворов сернокислого ОКИСНОГО железа путем йнодного окисления pacTBqpa сернокислого закисного железа в анодном пространстве диафрагменного электролизера.

Недостатками известного сиособа являются -периодичность процесса, высокое содержаиие примесей в получаемых растворах, что препятствует их 1И€пользав:анию для nepepai6oTK« иа коагулянт, применяемый iB процессах водоочистки, а также недостаточно высокая концентрация получаемых растворов.

По предлагаемому способу для интшсификации процесса и получения растворов сернокислого ОКИСНОГО железа, пригодных для переработки иа коагулянт, |И|СПОльзуемый в процессах водоочистки, окисление раствора ведут последовательно в каскаде диафрагменных электролизеров на анодах из графита или платины при температу1ре ие ниже 50°С « плотиости тока в первом электролизере 5-7 aldM, в последующих - ниже 5 в катодные пространства электролизеров подают более концентрированный, чем окисляемый, раствор сернокислого закисиого железа и осуществляют противоток католита через диафр.а1™у в анодное пространство. В качестве диафрагмы йспользуют уплотнеииую термообра-бопкой кислотостойкую хлоринов}ю ткань, предпочтительно ткань артикзла 2088 тол;Щиной 0,6 мм.

Режим термообработки ткани .следующий: «варка в разбавленном растворе нейтральной соли, например (NH4)2SO4 (50 г/л), и вводе при отсутствии кипения; температура около 100°С; время 6-)5 мин. Удельная протекаемость термоуплотненной в течение 7 мин ткани около 0,01 л/дм час. Предпочтительно использовать диафрагму с удельной протекаемостью 0,007-0,012 .

В качестве материала катода применяют

л елезо, нержавеющую сталь или титан. Прп электролизе па .катоде выделяется осадок чистого .металлического железа.

Окисленный раствор (раствор сульфата окиси железа) подвергают канцентрнрованию

и грануляции в охлаждаемых прануляторах или сушке в кипящем слое или в распылительной сушилке. В последних случаях можно получать без:водный продукт.

Полученные граи}лы или порошок являются готовым продуктом. Гранулированный продукт удовлетворяет требованиям ВТУ МХП 3876-53 на железный коагулянт. Осадо.к чистого электролитического железа может быть использован для получения из него дроблеиием и размолом железного порошка.

П рИ мер. Исходный ipacTBop концентрации 300 г/л FeSO4 электрохи1мич0ски окисляется по реакции Fe+ - + в к.аскаде, .состоящем из двух диафратменных ванн. Раствор цодают в анодное пространство первой щанны каакада и при температуре 60°С и плотности тока 5 aldM окисляют а графитовом аноде с выходом по току около 95% до прев(р|а1Щения 65-70% содержащегося в растваре железа в трехвалентное состояние.

Аналюгичиый по .составу ра/створ зал.ивают в катодное пространство, оде в процессе электролиза н.а 1катоде из нержавеющей стали IXiliSHlOT из католита осаждается метиллическое железо с выходом по току около 80%. При этом за счет поддержания перепада уровней в ячейках создается протекание раствора в анодное пространство в количестве 0,01-0,02 Aldm поверхности диафрагмы в . Для поддержания постоянства з.аданной ко1НЦентра Ци.и сульфата з-акиои железа в католите осуществляют непрерьввное литаняе катодного пространства раствором 350 г/л FeS04.

Для окислен ия 1 л ра,створа до превращения 65-70% содержащегося .в растворе железа в трехвалентное состоя.ние необходимо пропускать через пер .вую ванну 37 а-час электричества. При этом на катоде одновременно выделяется 31 г железа и освобождается 66,3 грамм-ионов , которые переходят через диафрагму в .анодное пространство и образуют 262 г Fez (804)3.

После достиже1ния данной степепи окислеаия осуществляют проток раствора через анодное nipoCTpaiHCTBo со скоростью, обеопечивающ-ей непрерывное удаление из ванны образующегося в процессе электролиза Fe2(SO4)3. ТаKjiiM о.бразом, скорость ненрерьгеной циркуляции электролита в анодном пространстве первой ванны около 0,027 л/а-час.

Анолит первой вадны подают в анодное пространство BTQpoii ванны каскада и при плотности тока 2 а/дм доокисляют на графитовом аноде до остаточной концентрации двухвалентного железа примерно 5% от его первоначального оодержания со срсдп пм выходом по току 80%. Для доокисления 1 л раствора через вторую ванну необходимо пропускать около 18,5 а-час электричества. Таким образом,

скорость цнркуляции электролита через анодное пространство второй ванны около 0,054 л/а-час. На катоде при равном выходе по току осаждается 15,5 г железа. Следовательно, суммарный вес осадка железа 46,5 г/л окисленного раствора.

При среднем напряж.енпи на ванне около 5 в удельный расход электроэнергии при окислении на 95% исходного раствора с содерлсанием 300 г/л FeS04 .составляют 0,28-- 0,30 квт-ч1л.

Из 1 л раствора при последующей переработке получается в пересчете па продукт с 20%-ньсм содержанием FesOs 720 г коагулянта нли в переочете на девятеводную соль 550 г твердого продукта.

Пред (м е т и з о б р е т е л: и я

1. Способ получения .растворов сернокислого окисного железа путем анодного окисления

аствора сарнокислого закисного железа в анодном пространстве диафрагмепного электролизера, отличающийся тем, что, с целью иитбнсификации процесса и получения растворов сернокислого оки.сного железа, пригодных

для переработки на коагулянт, применяемый в процессах водоочистки, окисление раствора едут последователыно в каскаде электролизеров на графитовых или платиновых анодах при температуре ие ниже 50°С, плотность тока

в первом э,тектроллзёре каскада подде зж11вают 5-7 , в последующих - ниже 5 а/дм, в катодные нростраистпа электролизеров подают более соицснтри юваннып, чем оки1сляемый, ра.створ сернокислого закнсиого

железа и осуществляют противоток католита через диафрагму в анодное иространство.

2. CiHOco6 по и. 1, отличающийся тем, что процесс ведут с термоупдотнеииыми хдориновымш диафрагмами с удельной протекаемостью 0,007-0,0:12 л.дм -час.