Железен оксид хидрат, окисляване
Информация
Железен оксид хидрат, окисляване
Хидратът на жълт железен оксид може да се получи и чрез окисляване на метално желязо с атмосферен кислород. За да направите това, трябва да продухате въздух с много силна струя през електролитния разтвор, който съдържа метално желязо. В този случай като електролит се използват само соли на железен оксид, главно железен сулфат. Окисляването се извършва при 60-70° и продължава няколко дни. Когато желязото се окислява с атмосферен кислород, обикновено се образува само хидрат на железен оксид; други оксиди на желязото, като азотен оксид, оксид и хидратиран железен оксид, не се получават в този случай [ . ]
За бързото окисляване на хидрата на железен оксид pH на третираната вода трябва да бъде най-малко 8. Следователно, алкалът се въвежда във водата преди добавянето на железен сулфат към него или едновременно с него; Като най-евтин реагент най-често се използва хидратна вар. Друг начин за ускоряване на процеса на окисляване на Fe2+ до Fe3+ е съвместното третиране на водата с железен сулфат и хлор. Поради необходимостта от използване на допълнителен реагент, железният сулфат се използва относително рядко за избистряне и обезцветяване на вода. В същото време той служи като почти незаменим реагент за омекотяване на варово-содова вода [ . ]
Така при окисляването на метално желязо с нитробензен се получават съединения на железен оксид, чийто състав и цвят зависят от вида на електролита, в присъствието на който протича окислението, а именно: в присъствието на електролити, които не се хидролизират при кипене с метално желязо, се образува само черен железен оксид, а в присъствието на хидролизируеми електролити се образуват различни съединения: от черен железен оксид с малък съдържание насветложълт железен оксид хидрат със значително съдържание на електролит. Черният железен оксид се образува най-лесно. Производството на други съединения: железен оксид, безводен, хидратиран и особено кристален железен оксид хидрат възниква само в резултат на действието на метален оксид хидрат (предимно тривалентен) и соли на железен оксид в резултат на хидролизата на електролити от втората група [ . ]
Съгласно тази схема процесът на окисление на желязото започва с неговата корозия, в резултат на което се получава хидрат на железен оксид, който след това се окислява до съответния оксид в зависимост от условията на окисление [ . ]
В горната схема за окисляване на метално желязо беше показано, че образуването на азотен оксид и железен оксид възниква в резултат на реакцията между азотен оксид и хидрати на железен оксид, които първо дават присъединителни продукти, които след това преминават в един от тези железни оксиди. [ . ]
Всички тези процеси (хидролиза, окисляване и уголемяване) протичат непрекъснато в резервоара, докато железният витриол изчезне във водата и докато последните люспи железен хидроксид се утаят. По време на окисляването на хидрата на железния оксид се изразходва кислород, който е най-ценният за органичния живот на резервоара, което в малки и особено застояли резервоари причинява смъртта на населението му [ . ]
По този начин посоката на окислителната реакция на металното желязо и естеството на продуктите на окисление са пряко зависими от естеството на окислителя. Ароматните нитро съединения окисляват желязото с много висока скорост, така че процесът на окисление протича в присъствието на всякакви електролити и в резултат на окисляването могат да се образуват различни оксидни съединения на желязото в съответствие с горната схема. Кислородът на въздуха, напротив, силно окислява желязотобавно, в резултат на което процесът може да се случи само в среда на много активни електролити, които служат като преносители на кислород. Такива електролити са соли на железен оксид. В тяхно присъствие при приетите условия се образува само един оксид - железен оксид хидрат. ]
Според W. Rummel утайката от железен хидроксид, отделена от водата по време на аериране и варуване, се дехидратира по-бързо при pH = 6,2, отколкото при pH = 8,4 (фиг. 1.17). ]
Едновременното присъствие на азотен оксид и хидрати на железен оксид в реакционната среда е възможно само при висока скорост на окисляване на желязото, както е при производството на анилин, поради високата активност на нитробензола като окислител при висока температура (100 °). При ниска скорост на окисление на желязото, образуването на хидрат на железен оксид става по-бавно от окисляването му до оксиден хидрат, в резултат на което в реакционната среда няма оксиден хидрат и е невъзможно да се получат Fe (OH) 2 • Fe (OH) 3 продукти на добавяне. Следователно, по време на окисляването на метално желязо с атмосферен кислород може да възникне само един оксид - железен оксид хидрат. ]
Образуването на азотен оксид, железен оксид и хидратиран железен оксид възниква, очевидно, в резултат на окисляването на хидрат на азотен оксид, първо в активен хидрат на железен оксид, който, взаимодействайки с неокислен хидрат на железен оксид, дава нестабилни присъединителни продукти от типа pe (OH) 2 • Fe (OH) 3 или, което е същото FeO • Fe2O3 • nH2 0. Тези добавени продукти след това или се дехидратират и се превръщат в стабилно съединение железен оксид FeO • Fe2O3, или се окисляват до нестабилен железен оксид хидрат Fe(OH)3 или Fe2O3 • pH20. Последният под действието на висока температура или напълно се дехидратира и преминава в железен оксид Fe2O3, или частично и притова преминава в хидратиран железен оксид Fe2Oa • O, /gH20.[ . ]
В резултат на тези реакции, както и някои други фактори, железният оксид хидрат се окислява до светложълт кристален железен оксид хидрат. ]
По време на образуването на масата феронът има тъмнозелен цвят, но когато се изсуши на въздух, цветът бързо се превръща в тухлен поради окисляването на азотен хидрат до хидрат на железен оксид. Изсушената маса е с равномерен цвят, напомнящ продукти от изпечена глина [ . ]
Получаването на пигменти от жълт железен оксид по тези методи може да се извърши при различни условия, например: при различни температури за утаяване на хидрат на железен оксид и неговото окисляване, като се използват различни окислители, различни електролити и др. Методът на окисляване на метално желязо в момента е от най-голямо значение. Полученият по този метод пигмент има чист и ярък цвят и е подходящ за използване при всички видове боядисване. Известен е като жълт железен оксид.[ . ]
Съдържащата се в отпадъчните води суспензия се утаява 95-99% при хидравлична финост u = 0,2 mm/sec. С такава хидравл Предварителното пречистване на отпадъчните води от механични примеси в хидроциклони е целесъобразно поради големия размер на суспензията и високото съдържание на желязо в нея. След това се препоръчва водата да се неутрализира с варно мляко или чрез смесване с отпадъчни води от машини за пълнене с чугун, съдържащи калциев оксид (вар). В резултат на киселинна неутрализация в отпадъчните води и едновременното им пречистване от манган чрез утаяване в алкална среда под формата на манганов оксид хидрат [Mn (OH) 2], с прехода му поради бързо окисляване в неразтворим Mn (OH) 4 хидрат, се получава неутрализирана и избистрена вода. Неутрализиране на тезиотпадъчните води също могат да бъдат произведени във връзка с неутрализирането на отработените разтвори за ецване и вода за измиване.[ . ]
При гравитачните схеми промишлените отпадъчни води са в постоянен контакт с въздуха и преминават през пречиствателните съоръжения чрез гравитация. В този случай, поради спад на налягането, въглеродният диоксид се отделя от водата и железният оксид се утаява от карбонатния разтвор, който в резултат на хидролиза и окисление се превръща в хидрат на железен оксид. ]
Извличането на магнетит от състава на отработените разтвори за ецване може да се извърши чрез обработка със суспензия на калциев хидроксид под действието на сгъстен въздух в неутрализатори. Извлеченият магнетит може да бъде изпратен за претопяване; дехидратирана утайка (гипс) може да се използва като строителен материал; обработената (без желязо) вода може да се използва отново в цикъла на приготвяне на първоначалните разтвори. Въз основа на горното съставете материален баланс на процесите: неутрализация на железен сулфат и хлоридни соли с разтвор на варно мляко; окисляване на хидрат на железен оксид от атмосферен кислород до хидрат на оксид и образуване на магнетит на базата на железен хидроксид. Дайте сравнителна оценка на технико-икономическите процеси за неутрализиране на отработените разтвори за ецване [ . ]