高锰酸钾应用（共12篇）
高锰酸钾应用 篇1
1 锰在水处理中的应用
水处理的方法有物理法、化学法、物理化学法、生物法等。水中每一种污染物都可用好几种方法进行处理。选择去除水中污染物的处理方法, 不仅要考虑其技术可行性, 并且要考虑其经济合理性, 以及对生态环境是否友好。
天然锰砂早在19世纪末和20世纪初已开始作为催化剂用于地下水除铁和除锰。在我国天然锰砂大规模用于地下水除铁始于20世纪60年代。20世纪初, 高锰酸钾首次在英国作为水处理剂用于水质净化, 以后陆续在美国、西班牙等国使用。高锰酸钾在国外主要用于水的除铁、除锰、除臭、除味等净水工艺, 并且使用规模愈来愈大。美国水协会1999年对美国地面水厂的调查, 在服务人口超过1万人的水厂中, 约有36.8%使用高锰酸钾, 占美国人口的21%, 其比例仅次于氯。
经许多学者研究表明, 迄今尚未发现高锰酸钾氧化会出现对人体有毒害的氧化副产物, 所以高锰酸钾是一种比氯、二氧化氯、臭氧等更安全的氧化剂。该除污染技术只需要向水中添加少量高锰酸钾, 不需要改变水处理工艺, 不需增建大型水处理构筑物, 经济有效, 简便易行。
高锰酸钾除锰的作用原理:
高锰酸钾 (KMn O4) 是锰的Ⅶ价化合物。分子量为158.03, 密度为2.073g/cm3。外观为深紫色晶体, 常温下稳定, 易溶于水, 其溶液显紫红色。
对于水中溶解性的二价锰, 除锰的一般方法为首先用氧化剂将其氧化为高价锰 (主要为四价锰) , 由于四价锰在天然水中PH条件下的溶解度很低, 故将以二氧化锰 (Mn O2·2H2O) 沉淀的形式由水中析出, 再将二氧化锰由水中分离出去, 从而达到除锰的目的。
高锰酸钾可以在中性和微酸性条件下迅速将水中二价锰氧化为四价锰:
按上式计算, 每氧化1mg二价锰理论上需要1.9mg高锰酸钾, 但实际上所需高锰酸钾量比理论值低, 因为反应生成物—二氧化锰是一种吸附剂, 能直接吸附水中的二价锰, 从而可使高锰酸钾用量降低。当水中含有其他易于氧化的物质时, 则高锰酸钾的用量会相应增大。
我们公司使用高锰酸钾对水进行处理始于2006年, 主要用于除铁、锰, 当时投加经验不是很足, 经过不断的实验和在生产中的应用, 到2007年时, 已经基本上掌握了投加规律。
2 水库水质状况
三亚中法供水有限公司金鸡岭水厂 (以下简称金厂) 的源水取自水源池水库 (取水口位于水库底部) , 采用的工艺流程为:进厂水阀室→前加氯→加药混合→配水井→反应池→平流沉淀池→滤池→加氯消毒→清水池→市区管网。在全年的大部分时间里水库的水质能够满足生活饮用水的水质要求, 但是在每年的4月-8月将出现水质恶化情况, 即溶解性锰、铁、氨氮含量高 (见表1) , 严重影响了水厂的正常运行, 如果不进行深度处理, 出厂水水质得不到保证。
3 采取的措施
我们主要在水厂原有加氯设施的基础上, 增设了投加高锰酸钾的工艺。原水流入水厂后首先在输水管上投加高锰酸钾, 再在其后5m处分别投加氯和聚合氯化铝, 经静态混合器混合后进入配水井。
另外, 在水库水进入原水输水管之前进行爆气, 对降低溶解锰也有一定的作用。
4 运行水质分析
在2007年4月初, 当原水出现溶解性锰超标的情况后, 开始按进厂水中溶解性锰含量的1.0倍投加高锰酸钾, 出厂水总锰都能控制在0.05mg/L以内。但到了7月份, 由于进入了暴雨季节, 原水浊度从原来的50NTU左右增加到300NTU左右, 有机物含量也增加。根据几年来的投加经验, 原水溶锰在0.2mg/L以内时, 按1.0倍投加投加高锰酸钾, 出厂水总锰都能控制在0.05mg/L以内。但原水溶锰在>0.2mg/L时, 按1.0倍投加投加高锰酸钾, 出厂水总锰有时会超过0.05mg/L, 假如按2.5倍投加, 出厂水总锰就能控制在0.01mg/L左右。
由表2可以看出, 进厂水溶锰含量低时, 按1倍投加高锰酸钾, 出厂水的总锰还是可以达到要求, 但随着溶锰含量的增高, 就很难控制了, 因此, 为保险起见, 我们还是按2.5倍来投加。
由于高锰酸钾过量时, 处理后的水会显粉红色。因此, 我们随时观察滤前水的变化, 要求值班人员每半个小时取滤前水水样进行过滤, 观察其颜色。
我们曾经考虑在水库出水口投加高锰酸钾, 这样, 就可以把进厂水中的溶解性锰含量控制在0.1mg/L以下, 但由于我们的输配水管在途中有农民灌溉用, 所以, 也只能把投加点放在配水井。
在高锰酸钾去除锰的处理过程中, 有机物的含量也会影响处理效果, 例如硫化物等。然而不管怎样, 高锰酸钾投加量按水中溶解性锰含量的2~2.5倍来投加就可使进厂水中的溶解性锰基本被完全氧化, 只要将溶解性锰完全氧化, 就能有效地将水中锰去除而保证水质 (见表3) 。
5 投加高锰酸钾需要注意的问题
若高锰酸钾投加量超过需要量, 处理后的水会显粉红色, 这是需要避免的, 所以必须严格控制。高锰酸钾投加量允许在一定的安全幅度内变动, 在安全幅度内, 处理水的性状可保持良好。此安全幅度的大小随水中PH值而变, PH值越高, 幅度越宽, 且所需投加量也相对减小。
高锰酸钾氧化水中的二价锰反应很快, 一般可在数分钟内完成。氧化生成的二氧化锰沉淀物易于过滤除去, 但因水质不同, 有时也会凝聚困难, 需要一定的絮凝时间, 或投加药剂进行处理。提高水的PH值。常有利于二氧化锰胶体的絮凝。
除锰时, 若投加高锰酸钾外, 还投加其他药剂时, 投药顺序和间隔时间, 对处理过程有很大影响, 宜用实验来确定。一般, 使用高锰酸钾和氯时, 宜先投氯后投高锰酸钾, 或者两者同时投加;如还投加聚合氯化铝和石灰, 投加顺序为先投氯, 经5~10分钟反应后, 再投加聚合氯化铝、石灰和高锰酸钾。
6 结语
铁、锰高的原水通过采取投加高锰酸钾和氯措施, 可使出厂水水质达到国家《生活饮用水卫生标准》。高锰酸钾的投加量必须严格控制, 一般以进厂水溶锰的1~1.5倍为宜。
摘要：源水的季节性水质恶化 (溶解性锰和铁含量高) 对水厂的运行产生了不利影响, 通过采取投加高锰酸钾的措施可保证水厂的安全运行, 出水水质能达到国家的《生活饮用水卫生标准》 (GB5749-2006) 。
关键词：高锰酸钾,去除,锰
高锰酸钾应用 篇2
1、养殖设施消毒：对水泥池、苗种池、网箱和养殖设施及常用工具，可用20mg／L的药液浸泡30min，可杀灭设施表面的病菌。
2、鱼种鱼体消毒：对鱼、虾、蟹、鳖、龟等苗种可用20ppm高锰酸钾药液中浸泡鱼体30-35min后入池，可抑杀病菌和多种体外寄生虫(卵)。
3、鱼类细菌性疾病防治，对淡水鱼的赤皮病、细菌性烂鳃病等疾病，可用高锰酸钾2-3mg/L溶全池泼洒。
4、鱼类及蛙类真菌性疾病防治：对鱼类水霉病常用4-5mg／L溶液全池泼洒；蛙肤霉病用10-20mg/L药液浸洗2-3h。
5、鳗鱼疾病防治，对鳗鱼弧菌病、烂鳃病、烂尾病、赤鳍病等，成鳗池用3mg／L药液全池泼洒，鳗苗池用1mg／L的药液全池泼洒。
6、虾、蟹类疾病防治：对南美白对虾、青虾、罗氏沼虾的丝状细菌病、幼体粘污病、黄鳃病、蟹虾链壶菌病等，可用2.5-5mg／L的药液浸浴4-6h后大量换水。
7、鱼类寄生虫疾病防治：对鱼类的中华鳋病、锚头鳋病、鱼虱病、指环虫病、三代虫病、鲤嗜子宫线虫病、口丝虫病，斜管虫病等，可用10-20mg／L的药液浸浴鱼体15-30min或用4-7mg／L的药液全池泼洒。
8、草鱼外伤治疗：草鱼因在扦捕，搬运、注射、放养等操作中，常引起机械性损伤，鱼体受损后，易受细菌感染而发生肤霉病或疖疮病，当草鱼受伤或注射疫苗后，用可20g/m3浓度的高锰酸钾溶液浸泡鱼体
10-15min消毒。
9、防治龟、鳖病：乌龟、黄喉水龟、金头龟等龟类，常因感染嗜水气单胞菌，普通变形菌、产碱菌，引起龟患“穿孔病”。此病治疗：先用高锰酸钾15-20ppm，浸洗20-30min，然后用卡那霉素，按每500g体重腹腔注射15万单位，1次／d，连用5天。龟水霉病：用10ppm高锰酸钾溶液浸洗。龟腐皮病：用0.5%高锰酸钾药液清洗患处，然后在患处外涂上金霉、土霉素。鳖肤霉病：用高锰酸钾按15mg／L药液浸洗20min，连用2天即可。
使用高锰酸钾注意事项
高锰酸钾应用 篇3
1 主要性质
本品为黑紫色、细长的棱型结晶或颗粒，带蓝色金属光泽，無臭味，在空气中稳定。本品为强氧化剂，易溶于水，遇有机物、热、酸性或碱性并释放出新生态氧或称初生态氧，从而呈现出极强的杀菌、杀虫、除臭、氧化、解毒、止血和收敛功效。
2 常规应用
高锰酸钾在水产养殖中的防治对象主要为鱼类的细菌性疾病以及水生生物的真菌性病害，如鱼类水霉病、鳖和蛙的肤霉病;鳗鱼弧菌病、烂鳃病、烂尾病、赤鳍病等;虾丝状细菌病、幼体粘污病、黄鳃病、虾蟹链壶菌病等;鱼类中华鳋病、锚头鳋病、指环虫病、三代虫病、鲤嗜子宫线虫病、车轮虫病、口丝虫病等，采用的方法主要有浸泡法和泼洒法。
2.1 浸泡法
目前最常用的范围之一，主要用于鱼种放养时鱼体浸泡消毒、杀虫，以及防止鱼卵孵化早脱膜，常见用量为10～20 mg/L，浸泡15～30 min，但往往实际生产中浸泡鱼体的容器水量、药液浓度、浸泡时间凭经验掌握。
2.2 泼洒法
用于养殖水体大面积泼洒杀虫和消毒。因高锰酸钾受水体有机物影响作用效果而降低，以及用量较大（2～5 mg/L），高锰酸钾的价格较高，用药成本不划算，故一般大面积水体应用较少，仅用于一些小水面的名贵水产品养殖。
3 特殊功效
养殖水体“转水”的急救、增氧、解毒。“转水”在北方地区水产养殖中时有发生，因受水源条件限制，水体有机物含量高，使水体富营养化，藻类大量繁殖，一遇天气突变或营养盐类供给不足，藻类大量死亡，即“转水”或称“倒水”现象，造成水体严重缺氧，氨氮、亚硝酸盐偏高，水色由浓变清，有的甚至清澈见底，有浓烈果腥臭味。养殖鱼类生命受到威胁，有的甚至全军覆灭，损失惨重。
目前采取的应急措施主要有：
①向水体加注新水，但北方地区普遍存在加注新水困难。注水在水产养殖中是一种急救措施，不定期或临时向水体加注水，要求进水量大、时间速度快，增加溶解氧，稀释有害物质浓度。注水仅对养殖面积较小的鱼塘起作用，对大水面作用甚微。加水是一种日常水质调节措施，一般定期向水体加新水，对水量、速度没有明显要求，避免水质老化。
②向水体泼洒降解氨氮、亚硝酸盐等药品，如硝化菌、复合芽孢杆菌、吸附剂等，不能在短时间内消除这些有害物质，达不到急救作用。
③向水体泼洒速效增氧剂或大粒氧，增加水体溶解氧，以缓解严重缺氧。因溶解氧受水温、溶解度影响，快速释放的氧气形成微气泡，释放到空气中，持续时间不长。
④向水体泼洒解毒药品，以解除有害藻类死亡释放的毒素对养殖鱼类的危害。目前大部分解毒药品主要成分为有机酸或Vc类，对解除有机物等中毒效果不够理想。
笔者曾采用高锰酸钾解救因“转水”严重缺氧的案例，使养殖鱼类转危为安。
案例1.天津市武清城关江××，养鱼水面033 hm2，因“转水”严重缺氧，氨氮、亚硝酸盐指标偏高，24 h不停开增氧机，用速效增氧剂替换增氧机，1 h后又缺氧浮头，连续七天得不到好转，烧坏一台增氧机。采用高锰酸钾每米水深用3.75～7.5 kg/hm2，稀释到不染手指为宜，向浮头严重的鱼群泼洒，浮头现象当即消失。并通过藻类调济接种，使水质得到恢复。
案例2.天津市武清白古屯杨××，0.67 hm2养鱼池氨氮、亚硝酸盐偏高，养殖鱼类以暗浮头现象在水面集群游动，气温越高表现越明显，连续五天得不到好转。通过上述方法当即消失，并结合肥水培养藻类使水质恢复正常。
案例3.唐山市陡河水库曾××，养鱼池0.53 hm2，养殖高峰季节8月，池塘养殖鱼类荷载量约17 500 kg，晚上21：00左右，水质发黑有腥臭味，养殖鱼类严重缺氧浮头，不抱增氧机，扎塘边，特别是上半夜，如不及时采取有效措施，就意味着有“泛池”危险，造成不可估量的损失。通过采用高锰酸钾急救，备用7.5 kg/hm2，上半夜用3.75 kg/hm2按上述方法泼洒，养殖鱼类及时恢复抱增氧机，就减轻了“泛池”死鱼的危险，如下半夜有返弹，再用3.75 kg/hm2泼洒，结果只用了一次，第二天水质就恢复正常。
4 分析原因
4.1 改良水质作用
高锰酸钾为强氧化剂，迅速氧化水中有机物质，降低了以水呼吸为主的耗氧量，直接和间接起到了改良水质的作用。
4.2 释放初生态氧
高锰酸钾在水中释放出初生态氧，与水分子结合成氧，避免了速效增氧剂因受水温影响溶解度，形成微气泡逸出水面，所以高锰酸钾增氧持续时间长。国外有人把高锰酸钾作为增氧剂使用，用10～15 mg/L的高锰酸钾全池泼洒，可使池水溶氧量提高1.5～5 mg/L。
4.3 氧化有毒物质
高锰酸钾可迅速氧化水中有毒物质，如有害藻类分泌或死亡产生的毒素;氧化亚硝酸盐;有机磷农药如敌百虫、马拉硫磷;有机硫农药如“福美”化合物类的福美鋅，“代森”类的代森銨等中毒。因此，人、畜因这类物质中毒常采用1∶2 000～1∶5 000的高锰酸钾溶液反复洗胃，以解除农药中毒。
5 注意事项
用于增氧急救，以水质太肥、有机物过高引起的缺氧效果明显，由虫害引起的缺氧无明显效果，如轮虫等爆发。
使用时必须稀释至颜色不染手指才能泼洒，以避免浓度过高对鳃造成腐蚀伤害。
避免与铁或含铁较高的井水使用，因铁离子很容易氧化成三价铁离子，最终形成黄褐色的氢氧化铁胶体，粘在鱼鳃导致窒息死亡。
（收稿日期：2014-10-23）
高锰钢衬板的研究及应用 篇4
衬板是破碎机、球磨机等矿山机械的主要配件,但同时也是受磨损最严重的配件。而高锰钢(又称Had-field钢)作为常用的衬板材料,由于其在承受剧烈冲击或接触应力时表面会迅速硬化,而芯部仍保持极强的韧性,这种外硬内韧既抗磨损又抗冲击的特点在抵抗强冲击、大压力作用方面,其耐磨性是其他材料所无法比拟的。根据衬板材料的发展和研究情况,衬板初始以珠光体低合金钢及高锰钢为主流［１，２］, 但在使用实践中发现,高锰钢的耐磨性是有条件的,只有在冲击大、应力高、磨料硬的情况下,高锰钢的高耐磨性才得到体现。同时由于高锰钢的屈服强度低、初次使用时易于变形,而造成较大的磨损,因此有学者指出传统高锰钢(Mn13) 用作球磨机衬板材料是不恰当的［３］。
随着现代技术的发展,高锰钢的相关潜力不断被挖掘, 国内外学者通过改变碳、锰含量并添加合金元素,研制出多种改性高锰钢甚至超高锰钢,使其既具有高的加工硬化速率又保持了高韧性的奥氏体组织。还有些学者从热处理的角度来改善高锰钢的力学性能,或者是对高锰钢进行表面预硬处理,以此来提升高锰钢的耐磨性,延长高锰钢衬板的使用寿命。笔者将在目前高锰钢衬板的研究进展上,综合性地介绍有关高锰钢系衬板的研究及应用,并分析今后高锰钢衬板的发展方向。
1高锰钢衬板
1.1传统高锰钢
传统高锰钢ZGMn13由英国人R.A.Hadfield于1882年发明。这种高锰钢的主要化学成分(质量分数,%)见表1［４］。
这类高锰钢的用量最多,除用作球磨机、破碎机衬板外, 还用来制作挖掘机的铲齿、铁路辙岔、板锤、锤头等。我国关于高锰钢的标准可查国家标准(GB/T5080-1998),与美标、日标的比较见表2［５］。
1.2高锰钢的合金化处理
目前,对于研究新型高锰钢的设计大多是在原有ZGMn13钢的基础上进行合金化处理,通过这些合金元素的性质来增加其新型高锰钢的力学性能(硬度、韧性、耐磨性等),同时获得单一的奥氏体组织［６－８］。此外,通过合金元素对奥氏体基体的强化进而增强其形变硬化能力,同样能提高合金化高锰钢的耐磨性。
研究人员发现在高锰钢中加入Cr、V、Mo、W、Ti、稀土等元素可提升高锰钢的力学性能［９，１０］,比如美国在普通高锰钢中加入1.5%~2.5%的Cr生产牌号为C的标准铸造高锰钢;加入0.9%~1.2% 或1.8% ~2.1% 的Mo生产牌号为E-1、E-2的标准铸造高锰钢。而日本在普通高锰钢中加入1.5%~2.5%的Cr生产牌号为SCMnH11的标准铸造高锰钢,加入2.0%~3.0%的Cr和0.40%~0.70%的V生产牌号为SCMnH12的标准铸造高锰钢［３］。
1.3高锰钢的水韧处理
铸态高锰钢的组织通常由奥氏体、网状渗碳体和部分珠光体构成,由于网状碳化物是沿奥氏体晶界析出,铸态高锰钢力学性能极差,塑性低且脆性大,因此,铸态高锰钢未经水韧处理不能使用［１１］。高锰钢水韧处理的目的是获得单一奥氏体组织,而不适当的水韧处理很容易导致多相组织的生成,如水韧温度过低、保温时间过短及冷却速度过慢等都会导致碳化物的存留或析出［１２］,而这些都不利于优化高锰钢衬板的力学性能。常规的水韧处理工艺是将铸件加热到1050~ 1100 ℃保温后水冷,使溶解于奥氏体中的碳化物来不及析出,得到单一奥氏体组织［１３］,其工艺图如图1［１４］所示。
除常规水韧处理外,还有一种余热水韧处理,如图2［１３］所示,当高锰钢凝固后,在950 ℃以上利用余热进行水韧处理,可减少表层脱碳,缩短生产周期和节约能源。当然这种水韧处理方式适用于中小铸件,但必须注意控制入水温度［１５］。经过余热水韧处理的高锰钢铸件也能表现出优异的性能,在高强度的冲击作用下,形成大量的位错、孪晶变形、 镶嵌缺陷,块状组织细化和形变诱导产生马氏体,使表面硬度由190HB提高到490HB左右,而内部组织不变仍然具有较好的韧性［１６］。
1.4高锰钢的沉淀强化处理
沉淀强化的目的是,在高锰钢奥氏体基体内弥散析出碳化物,强化奥氏体基体相,提高高锰钢的加工硬化能力及耐磨性［１７］。沉淀强化处理的大致流程是先进行固溶处理消除铸态组织,使铸态组织中的各种碳化物(如晶间网状碳化物、 块状碳化物和针状碳化物等)及共析组织全部溶解,成为单一的奥氏体固溶体;之后利用奥氏体在升温过程中发生重结晶,细化奥氏体晶粒,并且水韧处理后在该奥氏体基体上弥散分布着粒状碳化物第二相质点,这样的组织可以有效地提高材料的抗冲击、抗磨损能力［１８］。
例如文献[19]对超高锰钢热处理工艺优化采用1100 ℃ 保温水淬,再经250 ℃保温回火。这种通过低温回火沉淀强化的热处理方式使超高锰钢奥氏体中出现弥散分布的颗粒状第二相质点M２３C６,强化了奥氏体基体,提高了超高锰钢的力学性能。与常规水韧处理相比,该方法处理的超高锰钢的抗拉强度提高了18.2%,屈服强度提高了7%,冲击韧性提高了22%,伸长率提高了30.3%,硬度提高了9.7%。
1.5高锰钢的表面预硬化处理
工业界广泛应用的机械喷丸强化工艺是通过对零件表层实施冷挤压,从而使表层冷作硬化并产生残余压应力。王静宜［２０］在研究了喷丸对高锰钢组织结构的影响后认为,除了在表层引入残余应力外,表层组织结构得到改善(即组织强化)也是喷丸强化的一种重要机制。高锰钢(Mn13)是面心立方晶体并且具有较低的层错能,高锰钢经喷丸强化后表面层内形成大量显微变形孪晶,能使表面层内位错密度急剧升高,同时伴有一定数量的ε马氏体。因此耐磨件经过喷丸处理后,其使用性能(如弯曲疲劳强度、接触疲劳强度及耐磨性等)会得到大幅度提高,耐磨性增强［２１，２２］。
除了表面喷丸强化,爆炸强化也是一种表面形变强化的方法。在高锰钢水韧处理后,投入使用前,用特制的炸药对高锰钢表层进行预硬化处理。以炸药爆炸时产生的瞬时冲击力做功,打击钢件,使其表层一定深度内形成硬化层,可提高初始硬度,达到减少初期磨耗的目的。爆炸强化使强度提高的原因与喷丸强化相同,简单归纳为:(1)表面强化层中发生亚结构的变化;(2)表面强化层中存在宏观残余应力。爆炸强化高锰钢适用的工况条件是低硬度磨料的冲击磨损及高硬度磨料的低冲击功的冲击磨损［２３］。
2高锰钢系衬板的应用现状
2.1改性高锰钢
鉴于ZGMn13材料在球磨机衬板上应用不恰当,国内外研究人员从20世纪60年代开始研究新型高锰钢衬板材料。 通过向ZGMn13中添加Cr、Mo、V等合金元素,出现弥散分布的粒状、岛状高硬合金碳化物(FeCr)３C、VC等,阻碍奥氏体晶粒长大,从而得到弥散分布着碳化物硬质点的奥氏体组织,提高了材料的加工硬化能力和硬化效果［３］。根据改性高锰钢的碳、锰含量和合金含量的不同列于表3。
2.2超高锰钢
超高锰钢是在传统高锰钢Mn13的基础上,提高碳、锰的含量,并加入一些合金元素如钼、铬、钒等,使钢的加工硬化能力、耐磨性显著增强。
国内某钢铁铸造企业采用ZGMn18Cr2［３０］超高锰钢作为大型轧臼壁材料,为满足客户要求(要求晶粒度1级以上,要求进一步提高铸件表面的粗糙度),添加了变质剂(主要成分含量为Re 0.2%,B 0.04%)并对加工工艺进行了优化,产品测试后满足了客户要求。
我国部分水泥厂水泥磨机衬板、锤头等受高冲击的耐磨部位,曾使用ZGMn13Cr2以及超高锰钢ZGMn17Cr2作为耐磨材料,其化学成分与性能如表4［３１］所示。
2.3爆炸硬化处理的高锰钢
20世纪八九十年代,我国爆炸硬化技术取得了巨大的进步。一方面是由于国内外学者在爆炸硬化工艺、硬化机制等方面取得了一定的成果［３２－３７］;另一方面是国内对此项技术进行了大规模研究试验。1987年,首钢矿山公司、鞍钢矿山研究所和中国科学院力学研究所联合组织了4次大规模的矿用高锰钢爆炸硬化应用研究试验。采用爆炸处理后,粗破碎机破碎壁使用寿命提高28.5%;细破碎机破碎壁使用寿命提高25.7%。
此后,王鹏等［３８］以湿式格子型球磨机衬板为试件,采用厚度4mm的固体板状炸药(主要成分为黑索金)对试件进行爆炸处理,爆炸硬化试验前,测得衬板平均硬度为182HB,经一次爆炸处理后,其硬度值达304HB,提高了67%。爆炸处理后的衬板安装于大石河选厂3系列一次磨矿球磨机,主要矿物为铁矿,普氏硬度为8~12,试用结果为实际运转243天,使用寿命提高16.8%。对于高锰钢衬板的爆炸硬化处理,不仅在破碎机轧臼壁、破碎壁上可行,而且在球磨机衬板上也是可行的。但是,要使爆炸硬化发挥其理想效果,还需要严格控制爆炸硬化的次数和保证板状炸药的密度。
3前景展望
目前,衬板已成为矿山用球磨机、破碎机主要的消耗件。 在球磨机中,由于磨机的运转,衬板要受到介质和物料的冲击、磨剥和矿浆腐蚀等作用,形成了衬板冲击磨损、疲劳磨损、剪切磨损、磨料磨损和化学腐蚀等,使衬板成为矿山生产的一项主要成本支出［３９］。而破碎机作为一种粉碎设备,衬板在工作时,经常受到撞击、挤压、研磨及疲劳等,极容易产生严重的失效,不仅浪费人力,耗费财力、物力,还影响生产效率。
随着生产规模不断加大、矿石品位逐年降低,矿山企业对球磨机、破碎机生产能力也提出了更高的要求。而能源日趋紧缺所导致的燃料价格节节攀升,使得物料粉碎过程中能量消耗和钢材消耗成为许多企业调查研究的重点。因此,今后高锰钢系衬板的设计,主要从以下3方面考虑:(1)优化成分设计和热处理工艺,提高衬板耐磨性;(2)减少贵重金属的使用,降低衬板材料成本;(3)衬板轻量化,以降低设备生产能耗。
笔者［４０］通过优化合金成分、制定热处理工艺,设计了一种球磨机用轻质高锰钢衬板,其热处理工艺如图3所示。该专利不含有铜、铬、钼等贵重金属,通过添加适量的铝,使该钢种的密度在6.6~7.1g/cm３,比现有高锰钢密度降低9%~15%;并且铝还可以提高铸态铝奥氏体基体加工硬化能力,试验表明其耐磨性比普通高锰钢衬板提高了35% 以上。因此,这种耐磨性能优异、生产成本低廉的轻质衬板可以作为高锰钢衬板发展的一个重要方向。
4结语
由于国内外学者在高锰钢的合金化处理、热处理工艺和表面预硬化处理等方面进行了大量的研究,使得高锰钢系衬板得到了巨大的发展,一定程度地提高了高锰钢衬板在球磨机、破碎机等机械设备上的使用寿命。并且随着我国矿山用球磨机、破碎机生产能力的日益提升,高锰钢衬板的优化必将为我国的矿山事业添砖加瓦。
高铁酸钾在水处理中的应用 篇5
高铁酸钾在水处理中的应用
介绍了高铁酸钾的特性,阐述了高铁酸钾的制备方法,重点讨论了高铁酸钾在水处理方面的应用.
作 者：黄素芬 康潇 刘亚君 HUANG Su-fen KANG Xiao LIU Ya-jun 作者单位：运城市环境保护局,山西运城,044000 刊 名：科技情报开发与经济 英文刊名：SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT & ECONOMY 年，卷(期)：2009 19(16) 分类号：X703 关键词：高铁酸钾 水处理剂 制备方法原来是高锰酸钾惹的祸 篇6
刚巧手边有现成的器械和手套，消毒后，我就为乐老太进行了检查。从外观看，臀部皮肤已染成了赭色，外阴部既无皮炎，也无湿疹，只是皮肤干燥得很；阴道黏膜充血，散在许多小出血点，并无滴虫、真菌感染征象，是很典型的老年性阴道炎。当乐老太得知自己用错了药水，是高锰酸钾惹的祸时，将信将疑:既然是阴道发炎，用消毒药水浸洗有啥错呢？于是，我向她作了如下介绍。
老年性阴道炎是因体内雌激素水平过低而引起的。年轻女子的性腺——卵巢能分泌激素，包括雌激素和孕激素。在雌激素作用下，阴道黏膜较厚，上皮细胞中含有丰富的糖原。糖原在阴道杆菌的作用下可分解为乳酸，以维持阴道的正常酸性环境，使致病病原体受到抑制。所以，阴道的酸性环境属于人体的天然防御机制，称为阴道自净作用。妇女绝经后，由于卵巢功能极度衰退，几无雌激素分泌，阴道黏膜变薄，上皮细胞萎缩，糖原含量减少，阴道酸度下降，阴道的自净作用明显削弱，便容易引起老年性阴道炎。
高锰酸钾是一种外用消毒剂，用于皮肤炎症、洗涤皮肤伤口或溃疡等。使用高锰酸钾有很多讲究，需掌握以下几点:①洗涤、坐浴用的高锰酸钾溶液要淡，稀释度必须达到1∶5000。通常仅需取数颗结晶加温开水充分搅拌，使完全溶解后的溶液呈淡红色即可。如果浓度过高（溶液呈紫色），除皮肤染色之外，还可致皮肤黏膜腐蚀性溃破。②只能用温开水溶解，不可用沸水，否则极易使药性分解而失效。③高锰酸钾溶液很不稳定，一般只能保存2小时左右，必须新鲜配制。若溶液已变成褐紫色，则已失去消毒效用。④不可长期使用，由于高锰酸钾具有收敛作用，久用会引起或加重外阴部干燥、灼热、瘙痒等不适感，甚至会杀灭阴道内的乳酸杆菌，破坏了阴道的酸性环境。
治病务须治本。老年性阴道炎的根源在于卵巢功能衰竭，惟有补充外源性雌激素，促使阴道黏膜上皮增生变厚，糖原含量有所增加，才能恢复阴道的抵御能力。可以局部或全身应用雌激素制剂，如将己烯雌酚0.25毫克置于阴道内，每晚1次，7日为一疗程;或维尼安（尼尔雌醇）首剂4毫克顿服，以后每2～4周口服2毫克，连服2～3个月。
治本之外，尚需治标。老年性阴道炎可从两方面着手:用0.5%醋酸或1%乳酸液冲洗阴道以增加阴道酸度，每日1次;冲洗后将甲硝唑0.2克置入阴道深部，7～10日为一疗程。
高铁酸钾在水处理方面的应用 篇7
1 高铁对微生物的去除
1.1 杀菌消毒作用
高铁酸钾具有强氧化性,加入水体后可破坏细菌的某些结构(如细胞壁、细胞膜)及细胞结构中的一些物质(如酶等),抑制和阻碍蛋白质及核酸的合成,使菌体的生长和繁殖受阻,起到杀死菌体的作用。首次发现高铁酸钾具有明显的灭菌作用是在1974年,试验的两种细菌被完全去除[4]。少量的高铁酸钾即可达到良好的杀菌效果,研究表明,质量浓度为10～40 mg·L-1的高铁酸钾在反应5 min后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的杀灭率即可达100%,对真菌的杀灭率也高于99.5%[5]。高铁酸钾对温和气单胞菌(Aeromonas sobria) 、河弧菌(Vibrio f lurialis)、弧菌I组淡水亚组弧菌(Vibrio group I freshwater subgroup)的抑制效果良好,施以高铁酸钾溶液作用1 h后,对以上两种弧菌亦表现出很强的杀灭效果[6]。后来的研究证实,高铁酸钾对大肠杆菌有良好的灭活作用,其灭活效率随pH降低而升高[7]。高铁酸钾氧化二级污水处理厂出水时也发现,接触时间和高铁酸钾浓度对灭活f 2病毒有重要影响,影响程度随pH而变化,灭活效率高于HClO和ClO-[8]。带正电的微生物对高铁酸钾抵抗性强于带负电微生物,f 2病毒对高铁酸钾的抵抗性等于或略低于大肠杆菌E.coli细菌的抵抗性[9]。
高铁酸钾与其它消毒剂相比,具有无毒副作用功效。自使用氯消毒后消毒副产物的出现以及由此引起的对于人体的潜在危害被越来越多的研究者发现[10],正努力使用其它工消毒工艺去除天然或合成的有机物从而降低消毒副产物的生成量、或消毒工艺后对消毒副产物加以去除、或者考虑其它的消毒剂(如溴,碘,二氧化氯和臭氧)来代替氯气进行消毒,但是研究结果发现,这些消毒剂也会产生一系列对人体和水生生物有一定毒害的副产物。基于上述原因,可以考虑使用高铁酸钾来替代氯作为水处理的消毒剂,Ames试验检验致突变物质的初步研究表明,高铁酸钾处理水并没有产生致突变物质,但是仍需要对高铁酸钾处理不同水质时的情况进行深入研究[11,12]。
1.2 去除水中藻类
水体富营养化问题的日趋严重,导致藻类疯长,藻类可以使水产生嗅味、堵塞滤池、甚至穿透滤层恶化水质,并且藻类也是一种消毒副产物的前体物,因此对藻类的控制与去除具有重要的意义。
1.2.1 高铁酸钾除藻机理
由于高铁酸钾的强氧化性,它对富营养化水体中藻类物质的去除效果也十分明显。刘伟等人对高铁酸盐除藻机理研究认为,其作用过程大致为:高铁酸钾氧化能够破坏藻细胞的表面结构,造成藻细胞表面鞘套的卷绕,并可能使细胞的外鞘开裂,致使胞内物质外流[13]。另外,胞内物质向周围介质的释放,影响了藻类的正常段殖体繁殖方式,并且高铁酸钾在水中分解生成氢氧化铁,吸附于藻类细胞表面,可以降低细胞表面电荷,增加藻类细胞沉淀性[14]。氢氧化铁吸附与外流胞内物质絮凝的双重作用下,使得部分藻类细胞在混凝之前就能发生凝聚。苑宝玲等人研究了高铁酸钾氧化絮凝去除水中藻类的机制。结果表明高铁酸钾的强氧化性对藻类呼吸作用和生长方式有影响,同时认为其还原产物Fe(OH)3对藻类有絮絮凝作用[15]。因此高铁酸盐对水中藻类的去除是氧化和絮凝协同作用的结果。
1.2.2 高铁酸钾除藻高效性
采用预氯化除藻时,除藻率随着投氯量增加而逐渐升高,但当投氯量增加到一定程度后,除藻率不再进一步提高,稳定在一定去除率,而当采用高铁酸钾复合药剂预氧化除藻时,仅需少量的高铁酸钾复合药剂即可使除藻效果显著提高,沉后除藻率提高到70%以上,滤后除藻率提高到80%以上[16]。因此,高铁酸钾复合药剂预氧化可显著地提高对水中藻类的去除率,除藻效果明显优于传统的预氯化工艺,由于高铁酸盐复合药剂同时具有多功能的净水效果,且对饮用水水质无副作用,因而在含藻水处理上将具有很大的应用潜力[17]。
高铁酸钾对混凝除藻具有强化作用,经0.14 mg/L高铁酸盐复合药剂预氧化后,投加量为50 mg/L的硫酸铝可使沉降后藻类的去除率从30%提高到60%,并且随着高铁酸钾复合药剂投量增加,沉降后余藻量进一步降低[16]。因而,在同等条件下,由于高铁酸钾对混凝的强化作用,在一定程度上减少了混凝剂的投入,节省处理成本。
2 高铁在氧化去污中应用
2.1 对非金属化合物的去除
高铁酸钾是一种有效的氧化剂,甚至其氧化还原电极电位比臭氧的高,可以用来氧化去
除许多有机和无机杂质。高铁酸钾利用其强氧化性可以将水中NH3-N、H2S、CN-等无机非金属化合物氧化生成SO
在不同的高铁酸钾与NH3-N量比条件下,延长反应时间,均不同程度地增加了NH3-N的去除率。由于反应时间延长,一方面高铁氧化作用时间增加,NH3-N被高铁的继续氧化分解,另一方面有利于高铁氧化絮凝作用的发挥和絮体形成,达到彻底去除氨氮的目的[21]。H2S可以用一般氧化剂(如O2、H2O2等)氧化去除,但是高铁酸钾可以更快速有效地氧化去除H2S。如ClO-、Cl2和KMnO4能在5 min内完成H2S 的氧化,而高铁酸钾在1 s内即可完全氧化H2S[22]。有人利用高铁酸钾去除氰化锌复合物,结果证明高铁酸钾可以将CN-完全转化为毒性较低的OCN-[23];利用高铁酸钾处理含CN-电镀清洗废水,能安全可靠地氧化废水中的氰化物,将CN-氧化成NO-2,NO-3和HCO-3等无害的物质[24]。马维超等[25]的研究表明,高铁酸钾预氧化将原水中的大分子有机物氧化成小分子有机物,与此同时生成部分新生态的水合氧化铁,这些水合氧化铁由于其无定形状态和较小的粒径而具有很强的吸附能力,这就说明在总铁投量一定的情况下,高铁酸钾预氧化比单独混凝时对磷酸根的去除有一定的强化作用。
高铁酸钾对污水中的BOD、TOC等具有良好的去除作用。可选择性地氧化水中的许多有机物,包括醇类、羧酸化合物、氨基酸、酚、1,2-二醇、有机氮化合物、脂肪族硫化物、亚硝酸基胺化合物、硫脲、硫代硫酸酯、肼化物等[26]。与其他一般混凝剂相比,高铁酸钾对浊度、COD、溶解性COD、TP和藻类的去除效果更好,但对TN的去除效果比PAC略差;高铁酸钾去除的污染物量较多,产生的污泥量较少,高铁酸钾可提高景观水体的BOD5/COD值,显著改善了水体的可生化性[27,28]。
2.2 对水体中金属离子的去除
高铁酸钾对水体中的重金属离子有很强的去除能力,水解产生的中间态高电荷水解产物及最终生成的Fe(OH)3胶体,具有良好的絮凝、吸附等作用,因此对水体中的金属离子如Mn2+、Cu2+、Pb2+、Cr2+、Cd2+、Hg2+有很强的去除能力[29,30],仅少量的高铁酸钾(10～100 mg·L-1)就可以将这些金属离子降低至较低浓度水平,去除效率可达到95%以上[31]。除此之外,高铁酸钾还可以处理高砷饮用水,处理后的水样中砷残留量可达到国家饮用水卫生标准的要求,方法简便、产生污泥量少,还原产物可用于后续絮凝除砷,无二次污染等优点[32]。
3 高铁在脱味除臭中的应用
S. J. Deluca等的研究表明,高铁酸钾能有效地去除生物污泥中的H2S、CH3SH和NH3等恶臭物质,将NH3氧化成NO-3,将H2S、CH3SH氧化成SO
4 研究展望
高铁酸钾在氧化污染物的同时还原生成无机絮凝剂,是集氧化与絮凝作用于一体的多功能高效水处理剂。无论用于工业污水、生活污水还是自然水体,都具有良好的杀菌消毒效果,可有效地控制藻类的生长、去除和减少消毒副产物的前体物;对污水处理效果明显,可以破坏氰根,去除硫化物,可除去几乎全部重金属离子,大幅度地降低水体的COD值;能有效地去除生物污泥中的(CH3)3NH、H2S、CH3SH和NH3等恶臭物质。近年来,随着人们对环境保护重要性的认识逐渐深入,尤其是水处理方面专业知识的不断提升,为提高某些难降解污染物的去除率,采用了高铁酸钾联用技术也成为今后研究的热点,将有助于进一步揭示某些难降解污染物的降解机理,在环境治理领域有着广阔的应用前景,具有良好的经济效益和社会效益。
摘要：介绍了近年来强氧化剂高铁酸钾在水处理中的应用成果及现状。高铁酸钾可有效地去除水中微生物、无机以及有机污染物、水中重金属和除臭的功效,指出高铁酸钾与其他水处理药剂的独特之处。分析了高铁酸钾在生活用水、工业废水处理领域的应用情况,为实现其工业化生产和应用提供参考。
真空碳酸钾法在韶钢焦化的应用 篇8
1 真空碳酸钾法脱硫工艺特点
(1) 真空碳酸钾法脱硫脱氰效率高[2,3,4], 塔后H2S可达到200 mg/m3。 (2) 脱硫剂采用KOH, 反应速度快, 吸收好, 其主要设备规格小, 投资省, 同时脱硫剂消耗少, 成本低, 操作简单。 (3) 脱硫富液再生采用真空解析法, 系统操作温度低, 节能效果好, 腐蚀性弱, 对设备材质的要求低, 大部分设备可采用碳钢制作, 投资省。 (4) 因系统中氧含量少副反应速度慢, 生成的废液少, 碱耗低。 (5) 外排少量脱硫液可与剩余氨水混合, 经蒸氨、生化处理。 (6) 脱硫塔上段加入分解剩余氨水中固定铵盐所需的碱液 (Na OH) , 进一步脱除煤气中的H2S, 起到一种原料二种用途的目的。
2 脱硫再生工艺
6 m焦炉煤气与4.3 m焦炉煤气从苯塔后引出, 汇合后进入脱硫塔, 自下而上与来自再生塔的贫液逆流接触, 吸收煤气中的大部分H2S、HCN等酸性气体。为了满足用户要求, 在脱硫塔上段加入一定的碱液 (Na OH) , 进一步脱除煤气中的H2S。
吸收了酸性气体的脱硫液称为富液, 经贫富液换热后, 进入再生塔再生。再生塔在真空低温下运行, 富液与再生塔底上升的蒸汽热源逆流接触, 解析出酸性气体。解析后的溶液称为贫液, 贫液经贫富液换热及贫液冷却器冷却后, 由顶部进入脱硫塔循环使用。再生塔顶出来的酸性气体经酸汽冷凝器、酸汽冷却器、酸气分离器除去水汽后, 由真空泵送至制酸工序。其工艺流程图如图1所示。
3 脱硫问题分析
开工初期, 脱硫液在循环过程中逐渐变色, 循环利用, 最终脱硫液呈黑色, 脱硫液密度大, 严重制约脱硫再生、制酸工序的正常运行, 煤气中的H2S含量高。经过仔细分析, 脱硫液变色的因素有三种: (1) 煤气中夹带的洗油、焦油、煤粉、焦粉混入脱硫液中。 (2) 再生塔密封不严实, 脱硫液接触到空气, 生成大量的副盐, 如K2S2O3、KCNS等。 (3) 开工初期, 系统内铁锈等杂质多, 易形成副盐K3Fe (CN) 6。煤气中H2S含量高的因素有: (1) 脱硫塔吸收温度过高。 (2) 真空泵运行效果不良, 再生系统真空度不够。 (3) 再生系统温度没控制好, 解析效率差。 (4) 脱硫液含油类等杂质, 循环利用中变质。
4 实施解决方案
根据脱硫再生问题产生的原因, 结合本厂现状, 采用如下方案[5,6,7,8]进行解决:
(1) 对脱硫再生系统查漏, 保证系统的密封性。关闭富液槽、真空冷凝液槽的对空放散, 隔绝空气进入。对酸气冷凝器、冷却器查漏处理, 减小负压管阻力, 保证再生塔真空度。
(2) 对再生塔、脱硫塔、富液槽、真空泵体系及其脱硫再生系统的管道进行彻底的清洗, 清洗后对脱硫液管道循环系统查漏封堵, 并对变质的脱硫液进行全部更换。
(3) 日常操作中定量外排来控制好脱硫液的质量。采取补充KOH等措施来调整脱硫液的质量, 使系统产生的副盐含量控制在正常范围内。
(4) 加固脱硫塔、再生塔填料支撑, 防止填料漏下堵塞泵的进口管。清理干净贫液泵、富液泵进口管前的填料, 减轻泵的运行负荷, 防止贫富液流量不足。
(5) 定期清洗真空泵, 减缓真空泵换热器的堵塞, 保证真空泵的运行效果。
(6) 控制好脱硫系统的操作, 脱硫煤气温度不高于30℃, 以控制在26~28℃较为适宜, 保证吸收效果。为保证脱硫塔的吸收温度, 实施煤气预处理, 对脱硫煤气进行冷却净化处理, 保证煤气的洁净度。
(7) 优化再生系统的操作, 控制好进再沸器蒸汽量, 保证再生塔的解析温度, 提高解析效率。
5 脱硫效果比较
处理措施实施后, 可大大地降低脱硫塔后煤气中的H2S含量, 脱硫效果显著, 其结果见表1所示。
表1数据为脱硫系统改造前后脱硫效率的对比。从表中分析数据得出:改造前, 煤气中的H2S含量高, 脱硫效率低, 达不到净化煤气的目的;各项改造措施实施后, 煤气中的H2S含量大幅度降低, 脱硫效率得到显著提高, 基本保持在85%以上, 为公司节能减排做出了重要贡献。
从表2中的分析数据得出, 实施改造前, 脱硫液中的副盐成分含量很高, 脱硫受到制约, 煤气净化效果差。实施改造后, 脱硫液副盐含量少, 煤气脱硫效果显著。
6 结论
开工初期, 韶钢焦化厂真空碳酸钾法脱硫效果差。经脱硫再生系统改造后, 煤气中的H2S含量大幅度降低, 脱硫效果显著, 满足生产要求, 带来了一定的社会效益和经济效益。
参考文献
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高锰酸钾应用 篇9
随着工业的迅猛发展和社会环保意识的增强,传统的净水剂如硫酸铝、硫酸铁等都难以达到理想的效果。作为一种新型高效水处理剂,高铁酸钾(K2FeO4)以其具有的强氧化性、优异的混凝和助凝作用、良好的杀菌性、高效的脱味除臭以及不易造成二次污染等特点,得到广泛关注和重视[1]。美国等西方国家研究其作为水处理剂的性质开始于20世纪70年代,在80年代达到高潮,90 年代初期已在水处理中投入使用,而在我国目前尚处于起步阶段。
2 高铁酸钾的制备方法
2.1 次氯酸盐氧化法
次氯酸盐氧化法又称为湿法,是由Hrostowski和Scott在1950年提出,制得的产品纯度可达到96.9%。但产率很低,不超过15%。G W Thompson等[2]对其方法从氧化与纯化两个过程进行了改进,以硝酸铁为铁源原料,产品纯度可达92%～96%,产率提高到44%～76%。根据其使用的氧化剂不同,次氯酸盐氧化法又可分为次氯酸钠法和次氯酸钾法。
在次氯酸钠法中,以硝酸铁和次氯(卤)酸盐为原料,在碱性溶液中进行反应,将铁离子从正三价氧化到正六价,从而生成高铁酸钠。然后再加入氢氧化钾溶液,将其转化为高铁酸钾。因为高铁酸钾在碱性溶液中溶解度小,故可从中分理处高铁酸钾晶体。由于此法是将先生成的高铁酸钠转化为高铁酸钾,因此又称为间接法。其基本的化学反应表示如下:
NaClO+2Fe3++10NaOH→2Na2FeO4+3NaCl+6Na++5H2O,
Na2FeO4+2KOH→K2FeO4+2NaOH。
在制备的过程中,也可用次氯酸钾代替次氯酸钠,无需先合成Na2FeO4,而直接得到K2FeO4。该方法称为直接法,也叫次氯酸钾法。直接法可简化工艺流程,有效提高产率。但是,直接法使生产成本增加,产物纯度较间接法也有所下降,所以广泛采用的还是间接法。
目前,国内外关于高铁酸钾制备的报道大多以上述方法为基础,针对某些环节的具体问题提出了一些改进措施。中国科学院田宝珍等[3]探索了利用湿法制备高铁酸钾晶体后的残留母液制取次氯酸盐混合溶液,并用该混合液氧化Fe(Ⅲ)到Fe(Ⅵ),该法可制得纯度高达90%以上的高铁酸钾晶体。张军[4]等针对制备过程中粗产品与母液难于分离这一实际问题,采用强制高速离心粗分再用砂芯漏斗抽滤从而较好地解决了这个问题,使产率达到60%～76%。
2.2 电解法
电解法制备高铁酸钾的原理是在浓碱性氢氧化物溶液中,对作为阳极的铁板进行电解,在阳极发生氧化还原反应,从而将Fe和Fe3+氧化成高铁酸盐,然后在阳极溶液中加入KOH,使K2FeO4沉淀出来。电极反应如下:
阳极:Fe3++8OH-→FeO
阴极:2H2O+2e→H2↑+2OH-,
总反应:Fe+2OH-+2H2O→FeO
2Fe3++10OH-→2FeO
FeO
电解法不需要任何化学氧化剂,且理论上不会造成环境污染。但对设备装置和工艺条件要求高,耗电量高,会产生大量的副产品,而且提纯复杂,效率也较低,从而导致生产成本较高,因此不适于工业生产。
2.3 熔融法
熔融法又称干法、过氧化物氧化法。此种方法在高温、密封、干燥的环境下,利用碱金属的过氧化物氧化铁盐或铁的氧化物,从而制备高铁酸钾。但由于过氧化物氧化反应为放热反应,温度升高快,易发生爆炸,有一定的危险性,因而该法工业化生产较难实现。
3 高铁酸钾的性质
高铁酸钾纯品为暗紫色有光泽的晶体粉末,198℃以下干燥空气中稳定。但含水的高铁酸钾在80℃时,将迅速分解为为Fe(OH)3。在晶体中,FeO
3.1 高铁酸钾的氧化性
高铁酸钾中铁离子为+6价,处于铁元素的最高价态,氧化性强。在酸性和碱性溶液中,其标准电极电位分别为2.20V和0.72V,因此,pH值是影响高铁酸钾氧化性的最主要原因。其反应如下:
酸性介质:FeO
碱性介质:FeO
高铁酸钾的电极电位不仅在酸性介质中明显高于高锰酸钾、重铬酸钾,而且在碱性介质也明显高于KMnO4、K2Cr2O7。因此,高铁酸钾是比高锰酸钾、重铬酸钾等常用氧化剂氧化能力更强的一种强氧化剂。高铁酸钾可以氧化苯甲醇、脂肪醇、苯酚、苯胺、节胺、肟、腙、硫醇、烃类等有机化合物及硫化物、氨、氰化物等无机化合物[8]。同时其具有选择性,在相转移催化剂(PTC)作用下,高铁酸钾可以选择氧化烯丙醇、苄醇、仲醇。
3.2 高铁酸盐的稳定性
尽管高铁酸钾在水处理工艺方面具有强氧化性等优点,但其稳定性任是制约其普及和应用的重要因素。影响高铁酸盐溶液稳定性的因素主要有温度、浓度、碱度、杂质以及催化剂等。宋华,王园园研究认为,随着温度的升高,K2FeO4在酸性介质中的稳定性逐渐减弱;随pH值的增大,K2FeO4的稳定性逐渐增强。在中性介质中醋酸钠能够增强K2FeO4的稳定性,而在酸性介质中,却能够加速K2FeO4的分解。在中性和酸性介质中,三价铁盐的存在能够加速K2FeO4的分解,此外氯化钠能增强K2FeO4 的稳定性[9]。
此外,高铁酸钾的热稳定性也较差,温度越高。FeO
4 高铁酸钾的应用
4.1 高铁酸钾的杀菌作用
高铁酸盐由于其不对被处理水产生二次污染、在消毒过程中不产生氯仿、无臭无味、杀菌力高、速度等特优点,尤其适用于饮用水的消毒处理。
研究证实,高铁酸钾对各种细菌病毒(如大肠杆菌、f2病毒等)均有良好的灭活作用。作用机理可能是因为高铁酸钾具有强氧化性,加入水体后可破坏细菌的某些结构(如细胞壁、细胞膜)及细胞结构中的一些物质(如酶等),抑制和阻碍蛋白质及核酸的合成,使菌体的生长和繁殖受阻,起到杀死菌体的作用[12]。姜洪泉等[13]利用K2FeO4粉末对天然水进行消毒处理,研究表明,当水样中K2FeO4的质量浓度为5～6mg/L时,杀菌效率达99.95%～99.99%,同时,色度和浊度也明显降低。
T Schink,T D Waite发现高铁酸钾在低浓度下就能快速杀死f2病毒[14]。同时研究证明,溶液的pH值对高铁杀菌效果有很大影响,pH值为6.9条件下,1mg/L的高铁酸钾5.7min可杀灭99%的f2病毒,而pH值为5.9条件下仅需要0.77min,f2病毒去除率即可达到99%。当pH值为7.8条件下,高铁酸钾投量达10mg/L,反应30min后才可杀灭99.9%的病毒。
4.2 高铁酸钾的除藻作用
高铁酸钾除藻机理主要是通过其氧化絮凝作用去除水中藻类物质。通过氧化作用破坏藻细胞的表面结构,造成藻细胞表面鞘套的卷绕,并可能使细胞的外鞘开裂,致使胞内物质外流,影响了藻类的正常段殖体繁殖方式,从而达到杀灭藻类的作用。并且高铁酸钾在水中分解生成氢氧化铁,吸附于藻类细胞表面,可以降低细胞表面电荷,增加藻类细胞沉淀性。在外流胞内物质絮凝和氢氧化铁吸附双重作用下,使得部分藻类细胞在混凝之前就能发生凝聚,得到进一步去除。
马军[13]等人研制出以高铁酸钾为核心的复合药剂,投加0.14mg/L该药剂预氧化后,再投加50mg/L硫酸铝混凝剂可使沉降后藻类去除率达到60%,并且随着高铁酸钾的投量增加,去除率进一步提高。
4.3 高铁酸钾的絮凝作用
在氧化水中的污染物后,六价铁离子会转化为Fe(VI)会转化为 Fe(OH)3,从而具有絮凝作用。
研究表明,在用高铁酸盐处理后的水中的残余浊度比硫酸亚铁和硝酸铁低。使用高铁酸盐的另一个好处就是它能够在1min内使胶质粒子失稳,而亚铁盐和三价铁盐仅仅能在混合30min后获得同样的失稳状况。这个结果表明能高效快速地利用高铁酸盐作为絮凝剂进行直接快速地过滤。
姜洪泉等人研究表明,若同时加入聚合铝进行絮凝联用,将取得更好的效果,且对水中酚类有机物及水中的硫化物具有明显的氧化去除效果[14]。
4.4 高铁酸钾氧化除去有机和无机污染物
对于各种有机污染物,如酚类、醇类、苯酚、有机酸、有机氮、氨基酸、脂类含硫化合物、苯及其相关化合物及某些难分解化合物等均有良好的去处效果,其影响因素主要是高铁酸钾的投加量和pH值。
曲久辉等对利用高铁酸钾,氧化去除水中腐殖质进行了研究。结果表明,当高铁酸钾与富里酸的质量比为12时,高铁酸盐氧化可以去除水中90%以上的富里酸,在浑浊水中高铁酸盐具有氧化和絮凝的双重作用效能。同样高铁酸盐投加量下,可将95%以上的富里酸去除.采取高铁酸盐与聚合铝联用可显著提高对富里酸的去除效果.
同时,高铁酸钾可有效的去除污水中的的H2S,CH3SH和NH3等[16]恶臭物质,并将其氧化NO3-,SO
对于CN-,高铁酸钾也有良好的去除效果。pH值在7～10.5范围内,CN-去除率随着pH值的上升而升高;温度对去除CN-无明显影响。在pH值为9.0、氧化10min的条件下,当原水中CN-浓度为0.25mg/L时,投加2.5mg/L(K2FeO4∶CN-=10∶ 1)的K2FeO4,可使出水CN-剩余浓度降至0.05mg/L以下[15]。
5 结语
高锰酸钾应用 篇10
关键词：硫酸钾复合肥,烟草,试验总结
什邡市是全国雪茄烟生产基地,晒烟是什邡市最主要的经济作物,是什邡市经济的命脉,也是农民收入的重要来源,常年种植面积0.4万~0.67万hm2,多时超过0.67万hm2。想方设法地提高烟叶的质量和产量,充分发挥什邡市烟草资源优势,促进什邡市烟草业的发展,增加农民收入,这是农业工作者义不容辞的责任。
通过近年来的试验,在什邡市晒烟上施用云河牌硫酸钾复合肥,不仅能大幅度提高晒烟的产量,还能改善其品质。那么,究竟每667 m2施用多少最为经济实惠呢?这又给农民朋友摆了一道难题在面前。为了解决这个问题,在师古镇清明村六社廖文庆的承包田中进行了云河牌硫酸钾复合肥不同施用量的控制性试验,其目的是找到一个最合理、最经济的施用量,达到科学施肥的目的,使之获得最佳的经济效益和社会效益。
1 云河牌硫酸钾复合肥不同的施用量的试验
1.1 试验目的
寻找一个最合理、最经济的施用量。
1.2 试验地点
云西镇清明六社廖文庆田中。
1.3 试验设计
本试验设6个处理,硫基复合肥施用量从667 m2施0~60 kg。即:A处理为对照,硫基肥用量为0 kg,其他肥料施用情况,用肥标准按667 m2计,绿肥1 000 kg/667m2,猪尿粪水4 000 kg,定根粪水1 000 kg/667 m2,碳铵100 kg/667 m2,干猪粪250 kg,油枯20 kg,灰渣肥500kg,折合纯氮20个以上;其他处理在对照用肥的基础上增加硫基肥的用量,也即,增加的硫基肥B处理为20kg,C.30 kg,D.40 kg,E.50 kg,F.60 kg。每小区面积20m2,随机区组排列,重复3次,四周设保护行。
1.4 农事操作
按当地高产栽培技术进行,移栽时间4月27日,底部叶片(4片)采收时间5月15日;上部叶片(4片)5月28日采收,中部叶片(4片)6月7日采收。
2 结果与分析
通过以上对云河牌硫酸钾复合肥不同施用量试验的产量结果(见表1)进行的方差分析表明,对照与各处理间的产量均达极显著差异水平,而且各处理间也达到了极显著的差异水平[1]。这就说明,施用云河牌硫酸钾复合肥对烟叶生产的产量增加作用是极其显著的,每当施用量的增加,烟叶产量都是显著增加的,而且质量也有所改善;但是增加的幅度在减少,当从20 kg用量增加到30kg时,其产量在B处理的基础上增加了9.9%;从30 kg用量增加到40 kg时,产量在C处理的基础上增加了8.6%;但从40 kg用量增加到50 kg时,其产量在D处理的基础上仅增加了5.1%,增加幅度开始减少,50 kg增加到60 kg时,产量增加只有4.1%了。
本试验结果分析:以施60 kg的产量最高,为299kg/667 m2,但效益不是最佳,即在E处理的基础上增加10 kg的复合肥,也即增加了18元的投入,而增加的烟叶产量只有11.7 kg,价值23元,也就没有多大的实际意义了。按每增加10 kg复合肥,产量的增长百分率则以C、D处理的增长幅度较大,而且投入产出比也最高,即在前一处理的基础上增加1元钱的投入,可收回资金2.5元左右。钾肥与氮肥不同,中度过量使用,不会影响烟叶的产量和品质,但会增加农民对生产的投入,降低效益,所以,根据试验结果认为,在基肥充足的基础上(20个纯氮以上)以施30~40 kg硫基肥做厢肥、穴肥较为经济实惠,经济效益最高。
云河牌硫酸钾复合肥的示范:2016年还在皂角街道办搞了0.71 hm2的施用云河牌硫酸钾复合肥的示范片,对比试验266.67 m2,共0.73 hm2。选取的烟草品种是晒黄平摊烟。667 m2用量是50 kg,效果特别明显。
从移栽到开盘期,无明显变化。开盘后差异逐渐拉大,特别是打顶后,效果十分明显,施用了云河牌硫酸钾复合肥的,叶色嫩绿,生长快,抗逆性增强,无任何斑点;施用其他品牌复合肥的叶色嫩黄,生长慢,抗逆性弱,部分叶出现黄褐色斑点[2]。成熟期,施用云河牌硫酸钾复合肥的烟株约高8 cm,叶片大;施用其他品牌复合肥的植株偏矮,叶片小、黄等。
烟田科学施肥,是烟草栽培的中心环节,是烟叶正常生长发育,提高烟叶质量的关键措施。确定正确的施肥方案(不能施用氯钾型的复合肥,N∶P∶K=1∶2∶3),避免人为的浪费和因施肥不当造成的产量和质量的损失。以上的试验、示范实践证明,云河牌硫酸钾复合肥是当前较好的复合肥,可促进烟叶丰产[3]。
3 结论
云河牌硫酸钾复合肥是什邡市蓥峰公司采用芬兰技术,引进先进的生产工艺,使用国际通用的化学合成法生产的硫基复合肥,适用于各种作物的生长,施用后有改善土壤结构、激发植物酶的活性、促进根系发育的特点,能够改良作物的品质、提高产量。
参考文献
[1]北京农业大学.肥料手册[M].北京:农业出版社,1979.
[2]中国农业科学院烟草研究所.中国烟草栽培学[M].上海:上海科技出版社,1987.
当甘油遇见高锰酸钾，火星撞地球 篇11
你知道什么是甘油吗?甘油可以滋润皮肤，冬天，手上擦点用水稀释的甘油，可以防止皮肤开裂。不过现在各种各样的护肤品琳琅满目，大家都很少再用了，其实这些护肤品几乎都是在甘油的基础上加工出来的。甘油看似很安全，但是当它与一些物质接触时，会产生很剧烈的反应，而且，这些物质，你的家里可能就有，一定要注意!
准备器材：
一只坩埚、一套研钵、一支滴管、一把小匙、一小瓶甘油、一小瓶高锰酸钾粉末
实验步骤：
1将少量的高锰酸钾放入研钵中，研成较细的粉末，然后用小匙把它拨进坩埚中。
2用滴管吸取半管甘油。
3逐滴地向坩埚中滴入甘油，你会发现，剧烈的燃烧开始了!
4本反应会产生火焰和火星，且不时地从反应处爆出几颗高锰酸钾固体落到数厘米远处。在处理高锰酸钾时要十分谨慎。不论是溶液或固体状态，若与有机物质或其他易氧化物质接触都可能发生爆炸。
5反应后的坩埚，用过量的水冲洗。不溶性残渣可丢入废物箱内。
实验揭秘：
高锰酸钾具有很强的氧化性，甘油却与它的性质截然相反。当二者放在一起的时候，就会发生剧烈的化学反应，甘油会剧烈地燃烧。反应的方程式如下：
14KMnO4(固)+4C3H5(OH)3(液)→
7K2CO3(固)+7Mn2O3(固)+5CO2(气)+16H2O(气)
知识加油站：
高锰酸钾应用 篇12
1 资料及方法
1.1 对象
为我院自2005年1月至2008年8月收治的158例AMI患者, 按WHO急性心肌梗死诊断标准确诊。
1.2 分组及方法
将AMI患者随机分为两组:门冬氨酸钾镁75例患者, 1次/d应用门冬氨酸钾镁40~80m L静点, 持续7~10d (其中3例因于入院4d内死亡, 用药不足7d) ;对照组83例患者, 均未应用任何镁制剂。AMI的常规治疗, 如静脉溶栓、扩张冠状动脉药物、抗心律失常、控制高血压等措施, 两组均相同。有高血钾、低血压及肾衰竭等应用镁盐禁忌证的患者, 不作为入选病例。门冬氨酸钾镁组患者为入院后立即开始静脉用药, 两组患者入院前的心律失常史基本匹配。全部患者的心律失常检出方法为CCU病房持续心电监测7d。两组患者在发生心律失常后应用抗心律失常药物的原则和方法相同。
1.3 统计学处理
全部数据以χ—+s表示, 两组均数行双侧非配对t检验, 显著检验P<0.05。
2 结果
2.1 两组一般情况比较
两组患者年龄分布、性别构成、梗死部位、病程长短、致病因素、严重并发症及溶栓率均接近, 经统计学处理差异无显著性, 两组患者具有可比性。
2.2 两组心律失常治疗后比较
窦缓、窦速、RBBB、Ⅱ度房室传导阻滞、Ⅲ度房室传导阻滞、房早、房颤、室上速等两组的发生率差异无显著性;频发室早、室速、室颤门冬氨酸钾镁组发生率明显低于对照组, 分别为21%及51% (P<0.05) 。
2.3 死因及病死率
死于急性左心力衰竭两组各4例;死于心脏破裂门冬氨酸钾镁2例, 对照组3例:死于心源性休克门冬氨酸钾镁1例, 对照组2例;死于室速、室颤两组各1例。病死率门冬氨酸钾镁组10.67% (8/75) , 对照组12.05% (10/83) , P>0.05。病死率及死因差异无显著性。
3 讨论
门冬氨酸是一种与细胞有高度亲和力的氨基酸, 能和金属离子K+、Mg2+结合成牢固的复合物, 其作为镁、钾的载体使之极易进入细胞内, 提高细胞内钾、镁浓度。静脉应用门冬氨酸钾镁可明显减少AMI患者的室性心律失常, 尤其是室速、室颤等恶性心律失常, 室性心律失常总发生率门冬氨酸钾镁组为21.3%, 对照组为51.8%。其结果经统计学处理差异有显著性 (P<0.05) 。
两组的病死率及死亡原因也进行了比较。门冬氨酸钾镁组4周病死率为10.7%、对照组为12.1%。经统计学处理, 两者差异无显著性 (P>0.05) 。分析其原因, 门冬氨酸钾镁主要降低室性心律失常的发生, 由于CCU内持续心电监护报警系统的应用, 使各种心律失常可得到及时的发现, 并予以迅速有效的治疗, 对照组虽室速发生率明显高于门冬氨酸钾镁组, 但多数严重心律失常化险为夷, 而不致危及患者生命, 两组因室速、室颤致死者各为1例, 所以病死率无显著差异。
我们体会, 心律失常是AMI三大并发症之一。尤其是室性心律失常, 不仅加重患者的病情, 而且可直接导致心脏骤停、死、严重威胁患者的生命。除去对合并高血钾、低血压、房室传导阻滞及肾衰竭的患者, 忌用镁制剂以外, 对AMI患者尽早静脉予以门冬氨酸钾镁治疗, 持续7d以上, 可明显降低室性心律失常的发生率, 尤其是室速、室颤等恶性心律失常的发生率。尽管其对住院期间的病死率无明显降低, 但对于AMI患者的治疗与恢复, 应是有益而明智的。