O3/Fe2+均相催化体系及其效能强化综述

针对O3/Fe2+催化氧化体系Fe2+消耗量大、适用的pH范围狭窄等问题,综述了O3/Fe2+催化氧化体系的研究现状.分析了O3/Fe2+氧化反应机理和pH、Fe2+投加量、O3投加量及投加方式、反应温度等因素对O3/Fe2+催化氧化效果的影响,以及UV辐照、H2 O2、螯合剂等效能强化手段的机理和效果,并类比了羟胺(HA)强化Fenton反应的机理、应用和效果,提出利用HA构建Fe3+/Fe2+循环,可能是强化O3/Fe2+均相催化体系的一种新方法.     

铁水中钒氧化及钒铁尖晶石形成的研究

以热力学计算结果为依据对铁水中钒的氧化行为及钒渣中钒、铁存在的价态进行了理论分析,模拟铁水中钒的氧化反应制取钒渣,运用X衍射分析了钒铁尖晶石的分子组成,研究了FeO对钒铁尖晶石形成的影响.结果表明,铁水中的钒主要被氧化成V3+,也有少部分被氧化成V2+,钒渣中的铁有Fe2+和Fe3+两种形式;当初渣中氧化剂(FeO)的摩尔量与铁水中V的摩尔量比X<2时,钒渣中的钒铁尖晶石以FeV2O4的形式存在;当23时,钒铁尖晶石以Fe2VO4的形式存在.     

铁离子对甲磺酸高速镀锡液中锡离子氧化水解的影响

通过监测镀液吸光度和Sn2+含量随甲磺酸(MSA)高速镀锡液中铁离子(Fe2+和Fe3+)含量的变化,分析了镀液中Sn2+氧化水解速率与铁离子的关系。结果表明,在简单盐溶液体系中,Sn2+先氧化生成Sn4+,再水解生成偏锡酸沉淀。Fe3+氧化Sn2+而生成的锡泥是影响镀液浊度的主要因素。Fe2+含量为5~15 g/L时,Fe2+对Sn2+的氧化有稳定的减缓作用;Fe2+含量为10 g/L时对Sn2+氧化水解的减缓作用最强。鼓气加速Sn2+氧化水解的试验表明,Fe2+含量为10 g/L的镀液中Sn2+质量浓度与鼓气时间呈线性关系。     

以废酸、废碱液制备聚合氯化铁铝的实验研究

以钢厂含铁废酸和铝加工业含铝废碱及废铁屑为原料制备聚合氯化铁铝(PFAC).实验研究了废铁屑加入量等因素对Fe2+溶出率的影响,同时研究了Fe2+的氧化条件.结果表明,在25℃、反应时间为15～20 min、氧化剂氯酸钠加入量等于化学计量值时,Fe2+氧化率可达98.7％以上.用废碱液调整盐基度,PFAC盐基度为20％时,对活性蓝P-3R水溶液的A590去除率可达99.8％；并对PFAC样品进行了红外光谱表征.     

油田配聚污水中Fe~(2+)的去除方法优化研究

油田回注水中的二价铁离子会降低部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的黏度。采用化学氧化法去除油田污水中Fe2+,试验了双氧水、次氯酸钠和高锰酸钾对Fe2+的去除效果,并考察了Fe2+去除后HPAM黏度的恢复情况。实验表明,3种氧化剂皆能快速去除油田污水中的Fe2+,并有效改善Fe2+造成的聚合物黏度损失。经过使用安全性、方便性和性价比对比,发现固体次氯酸钠不仅能快速有效地去除Fe2+,改善聚合物黏度,且价格合理,使用方便,是最优的氧化剂。     

类Fenton反应均相催化氧化焦化废水中SCN~-离子的表观动力学研究

对由Fe3+作为催化剂和H2O2作为氧化剂组成的类Fenton反应在水相中催化氧化焦化废水中常见污染物SCN-离子的过程进行了表观动力学研究;试验在p H=2.5~3.0的范围内,温度控制在23℃时,考察了SCN-、Fe3+及H2O2的初始浓度对类Fenton反应速率的影响;通过变化各种物质的初始浓度,获得了催化氧化SCN-反应体系的变化状况,并采用拟合幂函数方程的方法,建立其表观动力学模型;通过大量实验数据确定了该反应的动力学参数,在酸性条件下,反应级数为4.09,表观动力学方程式表达为:V=1.23×10-7W1.12H1.46G1.51。     

铁及含铁化合物活化过硫酸盐的研究进展

过硫酸盐高级氧化技术是近些年发展起来的一种新型高级氧化技术,由于其适用pH广、自由基寿命长、经济实惠等优点,在高级氧化技术的工业化应用中备受关注.综述了国内外关于通过铁及含铁化合物活化过硫酸盐的方法及研究新进展,包括Fe2+、Fe0、铁矿石以及钢渣活化的最新研究情况,阐述了其活化过硫酸盐的机理以及存在的问题.最后分析了...     

Fe(Ⅱ)/PS预氧化系统去除水中碘海醇研究

首先研究了碘海醇在Fe(Ⅱ)/PS高级氧化体系中的降解,包括其反应条件、影响因素及降解机理。然后考察了碘海醇在经过Fe²⁺/PS预氧化后与常规消毒剂(氯和氯胺)反应生成消毒副产物的情况。结果表明：单独Fe²⁺和单独PS均不能降解碘海醇,但Fe²⁺/PS体系可以将其快速降解。降解率在Fe²⁺与PS摩尔比为1时最大且与初始氧化剂浓度正相关,与初始碘海醇浓度、初始NOM浓度和初始pH负相关。氧化降解碘海醇的主要活性自由基为SO₄.^-而非.OH。经Fe²⁺/PS体系预氧化后,氯化产生的DBPs浓度高于氯胺化,而氯胺化产生的I-THMs浓度高于氯化。不论氯化和氯胺化,I-THMs和DBPs浓度均随着初始消毒剂浓度的增加而增加,随着初始碘海醇浓度和初始pH的增加先增加后降低。     

高级氧化技术矿化水中有毒有机物理论极限能耗

通过过程耦合的概念建立了高级氧化技术矿化有机污染物理论极限能耗的计算方法,并分析了通过与高级氧化技术中4种可能的氧化剂矿化反应分别去除1000kg19种代表性有机污染物(8种氯代烷烃、4种氯代烯烃、3种溴代甲烷、4种芳香烃及其衍生物)的理论极限能耗,将计算结果与物理法脱除有机污染物的理论能耗进行了比较分析。研究结果表明,高级氧化技术矿化水中有机污染物为放热过程,且高级氧化技术矿化水中有机污染物理论极限能耗较物理法脱除有机污染物极限能耗有高出数量级的差别。矿化氯代烷烃、氯代烯烃和溴代烷烃的理论极限能耗随着有机物中C—Cl或C—Br取代基的增加而普遍降低,且矿化氯代烷烃的理论极限能耗大小为氯代甲烷氯代乙烷氯代丙烷,该结论与物理法脱除有机污染物理论能耗规律一致。此外,不同氧化剂矿化氯甲烷的理论极限能耗为O3O-.OHO2;而对其他研究体系而言,不同氧化剂矿化的理论极限能耗为O-O3.OHO2。     

沥青铀矿石细菌浸出机理的实验研究

采用氧化亚铁硫杆菌作为实验菌,针对有菌有Fe2+、有菌无铁、无菌有Fe3+、无菌有Fe2+、不控制pH值的无菌无铁和pH值控制在2.0的无菌无铁6种沥青铀矿石浸出体系,考察了浸出过程中细菌的浓度、溶液pH值、电位、亚铁离子浓度、全铁离子、铀浓度等参数的变化,得到铀矿石的浸出率分别为98.00%, 80.33%, 97.66%, 93.00%, 20.33%, 72.00%. 结果表明,在沥青铀矿石的细菌浸出中,细菌的作用以间接作用为主,即细菌把还原态的硫或单质硫及Fe2+氧化成Fe2(SO4)3. 由于Fe2(SO4)3是一种强氧化剂,将不溶的U(IV)氧化为可溶解的U(VI),从而使沥青铀矿石中的铀得以浸出.     

钢铁黑色氧化温度自动控制仪的研制

钢铁零件黑色氧化工艺在机械制造行业得到广泛应用,为了提高黑色氧化膜的质量,缩短处理时间,除对氧化液的配方作一些调整,增加一些添加剂有利于氧化过程的顺利进行。对工艺过程的控制进行一些研究,设计能自动控制工艺过程的设备是完全必要的。一、黑色氧化质量与温度变化的关系黑色氧化过程是一个钢铁的溶解与四氧化三铁沉淀的动态平衡过程。钢铁零件在氢氧化钠及氧化剂的作用下,溶解为铁酸钠与亚铁酸钠: 3Fe+5NaOH+NaNO_2 3Na_2FeO_2+NH_3+H_2O 6Na_2FeO_2+NaNO_2+5H_2O 3Na_2Fe_2O_4+NH_3+7NaOH 铁酸钠与亚铁酸钠达到一定的浓度后就在零件表面水解生成四氧化三铁,即生成黑色的氧化膜。     

微气泡强化磷酸介质中Fe2+高效氧化研究

为实现酸性介质中Fe2+的高效分离，工业中常采用双氧水氧化法将Fe2+转化为溶解度更低的Fe3+而实现铁的析出，该方法双氧水利用率低，经济性差，亟待开发酸性介质中新型的Fe2+低成本高效氧化法。基于微气泡在酸性介质中可爆裂生成活性氧原理，本工作开发了微气泡强化氧化Fe2+技术，研究了曝气头尺寸、反应温度、酸浓度等对微气泡强化氧化Fe2+及羟基自由基生成的影响，确定了反应的最佳条件为90℃、30wt% H3PO4、0.22 μm孔径曝气头，在上述条件下，30 min Fe2+氧化率可达约99%，与现行H2O2氧化效果相当，大大降低工艺经济成本。同时，本工作对微气泡强化Fe2+氧化的机理进行了研究，确定了微气泡爆裂生成的主要活性氧为羟基自由基，并研究了曝气头尺寸、反应温度、酸浓度等对羟基自由基生成的影响，获得了酸性介质中羟基自由基生成的调控规律。     

化学氧化强化湿法冶金清洁生产：进展与展望

湿法冶金具有能耗低、污染小等优点，广泛应用于低品位复杂矿石处理。金属浸出是湿法冶金的首要环节，但存在金属回收率低和反应时间长等问题。化学氧化可加速金属硫化物转化为金属离子或改变金属的价态，有利于后续目标金属的分离富集，在此过程中还可以通过介质强化、外场强化提高金属氧化浸出率。主要介绍了五种典型的低腐蚀性化学氧化剂(Fe3+, O2, H2O2, O3和过硫酸盐)，以及相关的协同氧化方法在金属浸出中的应用和机理分析，介绍了加压强化、介质强化、微波和超声等强化方法，对比分析了各方法的优缺点及适用范围。Fe3+广泛应用于硫化矿的酸性浸出，独特的离子对循环使Fe3+可与多种氧化剂形成协同氧化浸出机制。O2常通过加压强化提升氧化浸出效率，可促进难处理硫化矿氧化分解。H2O2氧化性强，氧化产物清洁无污染，受到广泛关注，近年来多用于电子废弃物资源处理领域。臭氧预氧化处理含硫含砷难处理金精矿，可有效解除难浸硫化矿对金的包裹，促进金的溶出。过硫酸盐性质稳定，氧化能力强，可活化生成更高氧化性的活性氧。协同氧化可结合各氧化剂的优点，提高氧化能力，降低综合成本。四种强化方法可为化学氧化过程提供能量、加强传质或提高金属分离选择性，有助于提高金属浸出率，缩短反应时间。展望了化学氧化强化金属浸出技术的发展前景和技术挑战，对湿法冶金清洁生产技术开发有指导意义。     

含铝废液制备超细硅酸铝中除杂机理探讨

为了除去含铝废液制备超细硅酸铝体系中存在的镁、铁等杂质,本研究基于对离子水解反应的理论分析,通过控制溶液中离子浓度和酸碱度达到除杂目的,并根据样品的化学成份检测结果考察除杂效果.结果表明,陈化pH 值控制在 4.0 左右可以保证铝、硅进入沉淀相,而镁留在液相中洗涤除去.Fe3+ 的存在将难以去除,因此在反应聚合过程中加入少量铝片,防止Fe2+ 的氧化,洗涤除去 Fe2+,从而达到除铁的目的.除杂后所得目标样品中Fe3+ 含量仅为0.037%,Al2O3 和 MgO 的含量也可达到标准要求.     

应用于氧化还原电池正极的Fe2+/Fe3+胶体电解质研究

设计了一种新的Zn-Fe氧化还原胶体电池。研究了胶凝剂气相SiO2含量对胶体电解质特性的影响。SiO2含量愈高,电解质愈粘稠,电导率愈低。采用循环伏安法研究了Fe3+/Fe2+电对在胶体电解质中的电化学行为。结果表明,该体系中Fe3+/Fe2+在Pt电极上的电极反应属于准可逆过程。计算得到Fe3+的扩散系数为2.29×10-6 cm2/s。组装的Zn/Fe胶体电池具有较好的循环性能,其平均库仑效率达94.83%,平均能量效率为44.61%。     

Fe（Ⅱ）-EDTA/K2S2O8降解苯酚及反应动力学分析

考察了Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8体系降解苯酚的影响因素,并对体系中苯酚的降解机理和反应动力学进行了初步分析。结果表明,铁离子、氧化剂形态以及紫外光辐照、螯合剂的存在对氧化体系作用效果影响显著。EDTA剂量为0.5 mmol/L、Fe(Ⅱ)剂量为1.0 mmol/L、K2S2O8剂量为2.0 mmol/L、溶液初始pH值为7.0、温度为60℃的条件下反应60 min,浓度为100 mg/L的苯酚降解率为71.48%,同样条件下紫外光辐照时降解率可达89.38%。降解机理与动力学分析表明,苯酚在Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8体系中降解途径以与Fe4+络合降解为主。     

无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁的合成工艺研究

以钛白粉厂副产品绿矾为原料、工业氧为氧化剂、亚硝酸钠为催化剂,采用催化氧化法合成了聚合硫酸铁(PFS).通过L9(34)正交实验确定最佳合成工艺条件为:NaNO2用量(以反应体系的总体积计,下同)15%、nSO2-4/nFe2+=1.35、反应温度80℃、氧化反应时间2 h,在此条件下,Fe2+转化率76.40%,PF...     

Mechanism and kinetics analysis of the phenol degradation by Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8 process

考察了Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8体系降解苯酚的影响因素,并对体系中苯酚的降解机理和反应动力学进行了初步分析。结果表明,铁离子、氧化剂形态以及紫外光辐照、螯合剂的存在对氧化体系作用效果影响显著。EDTA剂量为0.5 mmol/L、Fe(Ⅱ)剂量为1.0 mmol/L、K2S2O8剂量为2.0 mmol/L、溶液初始pH值为7.0、温度为60 ℃的条件下反应60 min,浓度为100 mg/L的苯酚降解率为71.48%,同样条件下紫外光辐照时降解率可达89.38%。降解机理与动力学分析表明,苯酚在Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8体系中降解途径以与Fe4+络合降解为主。     

H_2O_2-Fe~(2+)法处理聚乙二醇(PEG)生产废水研究

采用H2 O2 Fe2 + 法催化氧化聚醚类生产污水 ,对氧化剂和催化剂的用量、反应温度、时间、pH值等影响因素进行了探讨 ,取得了良好的效果。该工艺处理效率高、操作简单、工艺流程短、处理成本低且无二次污染。     

不同工艺条件制备羟基氧化铁脱硫活性研究

笔者在FeCl2-NH4OH体系,采用不同碱比(n=1,0.8)、不同通气量(1.25L/min和1.5L/min)和不同氧化方法制备了多个FeOOH样品,对样品进行TEM、XRD、TG表征说明,氧化速率降低易生成低脱硫活性的Fe3O4或γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe3O4的混合相,提高空气流量,或添加氧化剂加快氧化速率,可生成脱硫活性较高的FeOOH。