Ferrosulfat-Tetrahydrat ist eine chemische Verbindung mit der Formel FeSO₄·4H₂O. Es ist ein Nebenprodukt bei der Herstellung von Titandioxid und unterscheidet sich von Monohydrat und Heptahydrat Ferrosulfat. Es erscheint als ein blassgrüner oder blass gelbgrüner kristalliner Feststoff. In spezifischen Mengen zugesetzt, kann es den pH-Wert von alkalischem Wasser anpassen, verbindet sich mit suspendierter organischer Materie im Wasser und beschleunigt die Fällung. Seine Hauptanwendungen umfassen die Wasseraufbereitung und die Behandlung von Industrieabwässern, und es besitzt auch keimtötende Eigenschaften.
Eigenschaften von Ferrosulfat-Tetrahydrat:
Formel: FeSO₄·4H₂O
CAS-Nummer: 20908-72-9
Molekulargewicht: 223,97 g/mol
Erscheinungsbild: Es erscheint typischerweise als ein blassgrüner oder blass gelbgrüner kristalliner Feststoff.
Löslichkeit: Es ist löslich in Wasser, aber praktisch unlöslich in Ethanol
Stabilität: Es ist unter normalen Bedingungen relativ stabil, seine wässrige Lösung oxidiert allmählich bei Kälte und oxidiert schneller bei Hitze in Gegenwart von Luft.
Spezifische Anwendungsbereiche:
1. Bodenverbesserer
Eisenzusatz: In der Landwirtschaft wird Ferrosulfat-Tetrahydrat hauptsächlich als Bodenverbesserer verwendet, um Pflanzen mit Eisen zu versorgen. Dies ist besonders wichtig in eisenmangelhaltigen Böden, die zu Chlorose führen können (Vergilbung der Blätter aufgrund von Chlorophyllmangel). Die Zugabe von Ferrosulfat hilft, diesen Mangel zu beheben, fördert das gesunde Pflanzenwachstum und verstärkt die grüne Färbung der Pflanzen.
2. Eisenbasiertes Pigment
Farbproduktion: Ferrosulfat-Tetrahydrat kann in der Produktion von Eisenoxiden verwendet werden, die wesentliche Bestandteile verschiedener Pigmente sind. Bei Oxidation kann es eine Palette von Eisenoxidpigmenten produzieren, von Gelb über Rot bis Braun, die häufig in Farben, Beschichtungen und sogar in Kosmetika verwendet werden.
3. Säureproduktion durch Mitverbrennung
Schwefelsäureproduktion: Ferrosulfat kann bei hohen Temperaturen zersetzt werden, um Schwefeldioxid zu erzeugen, das dann in Schwefelsäure umgewandelt werden kann. In industriellen Anlagen könnte dieser Prozess in Systeme integriert werden, in denen eine Säureproduktion erforderlich ist, unter Nutzung des Schwefelgehalts von Ferrosulfat.
4. Chrom-Entfernung
Reduzierung von sechswertigem Chrom: Ferrosulfat-Tetrahydrat wird in der Umweltsanierung eingesetzt, um sechswertiges Chrom (eine giftige und krebserregende Form) in dreiwertiges Chrom zu reduzieren, das wesentlich weniger schädlich und stabiler ist. Diese Anwendung ist entscheidend bei der Behandlung von verschmutztem Wasser und Böden, insbesondere in von industriellen Abwässern betroffenen Gebieten.
Ferrosulfat-Tetrahydrat wird aufgrund seiner wirksamen Koagulations- und Flockungseigenschaften häufig bei der Wasseraufbereitung und der Behandlung von Industrieabwässern verwendet. Hier ein detaillierter Blick auf seine Anwendungen in diesen Bereichen:
5. Wasseraufbereitung
Koagulation: Bei der Aufbereitung von Trinkwasser dient Ferrosulfat-Tetrahydrat als Koagulationsmittel. Es unterstützt die Agglomeration von suspendierten Partikeln zu größeren Flocken, die leichter durch Sedimentation und Filtration entfernt werden können. Wird Ferrosulfat dem Wasser zugesetzt, reagiert es mit den Bikarbonaten und Hydroxiden im Wasser und bildet ein Präzipitat aus Eisenhydroxiden, das suspendierte Partikel und einige gelöste Schadstoffe einschließt.
Phosphorentfernung: Diese Verbindung ist ebenfalls wirksam bei der Entfernung von Phosphor aus Wasser, einem Schlüsselfaktor zur Verhinderung der Eutrophierung in Gewässern. Ferrosulfat reagiert mit löslichen Phosphaten, um unlösliches Eisenphosphat zu bilden, das dann durch Sedimentation entfernt werden kann.
Farbentfernung: Es wird verwendet, um die durch gelöste organische Verbindungen verursachte Farbe im Wasser zu reduzieren. Durch die Bildung von Flocken hilft Ferrosulfat, diese farbverursachenden Substanzen während der Sedimentations- und Filtrationsprozesse zu entfernen.
6. Behandlung von Industrieabwässern
Entfernung von Schwermetallen: Ferrosulfat-Tetrahydrat spielt eine entscheidende Rolle bei der Fällung von Schwermetallen aus Industrieabwässern. Metalle wie Arsen, Chrom und Cadmium können als ihre jeweiligen Hydroxide durch die Reaktion mit Ferrosulfat ausgefällt werden.
Behandlung saurer Abfälle: Es kann saure Abfallströme neutralisieren, wie sie beispielsweise bei Bergbauoperationen oder in der chemischen Produktion auftreten, indem es mit der Säure reagiert, um Eisensulfatsalze und Wasser zu produzieren, wodurch die Korrosivität und das potenzielle Umweltrisiko solcher Abfälle verringert werden.
Zerstörung von Cyaniden: Bei der Behandlung von cyanidhaltigen Abfällen, insbesondere aus der Metallveredelung und dem Bergbau, kann Ferrosulfat verwendet werden, um giftiges Cyanid in weniger schädliches Cyanat durch einen Prozess namens Cyanidoxidation umzuwandeln.
Schlammkonditionierung: Während der Schlammverarbeitung kann Ferrosulfat verwendet werden, um den Schlamm vor der Entwässerung zu konditionieren. Es verbessert die Sedimentationseigenschaften und die Entwässerbarkeit des Schlamms, was dessen Handhabung und Entsorgung erleichtert.
Schwefelwasserstoffkontrolle: In der Abwasserbehandlung wird es verwendet, um Sulfide zu fällen, die typischerweise für Gerüche verantwortlich sind. Ferrosulfat wandelt Schwefelwasserstoffgas in unlösliches Eisensulfid um, wodurch Geruch und potenzielle Toxizität reduziert werden.
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