СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ФЕРРАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ получения окислителя на основе ферратов (IV) и (VI) щелочных металлов, включающий окисление железосодержащего вещества в расплаве соединений щелочных металлов, отличающийся тем, что процесс окисления ведут в две стадии, при этом на первой стадии ведут окисление исходного железосодержащего вещества в расплаве солей щелочных металлов при пропускании через расплав электрического тока до получения полупродукта, содержащего оксиды железа и ферриты щелочных металлов, а на второй стадии осуществляют последующее окисление оксидов железа и ферритов щелочных металлов, содержащихся в полупродукте, в расплаве гидроксидов щелочных металлов, в присутствии газообразного кислорода до получения продукта, содержащего ферраты щелочных металлов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходного железосодержащего вещества используют металлическое железо, и/или его сплавы, и/или отходы металлообработки изделий из черных металлов, например скрап, и/или отходы черной металлургии.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве солей щелочных металлов на первой стадии способа используют сульфаты натрия, и/или калия, и/или промышленные отходы, содержащие сульфаты натрия и/или калия.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидроксидов щелочных металлов на второй стадии способа используют гидроксиды натрия, и/или калия, и/или промышленные отходы, содержащие гидроксиды натрия и/или калия.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую стадию ведут при температуре 850-1100°С.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторую стадию ведут при температуре 640-880°С.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую стадию ведут до достижения массовой доли соединений железа (III) в полупродукте 4-39%, в пересчете на железо.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой стадии осуществляют электрохимическое или комбинированное химико-электрохимическое окисление железосодержащего вещества.
9. Способ по п.1 или 8, отличающийся тем, что на первой стадии осуществляют электрохимическое окисление железосодержащего вещества в расплаве сульфата натрия и/или калия переменным током.
10. Способ по п.1 или 8, отличающийся тем, что на первой стадии осуществляют электрохимическое окисление железосодержащего вещества в расплаве сульфата натрия и/или калия выпрямленным током.
11. Способ по п.1 или 8, отличающийся тем, что на первой стадии осуществляют электрохимическое окисление железосодержащего вещества в расплаве сульфата натрия и/или калия переменным током с поляризацией электродов.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что газообразный кислород на второй стадии способа подают непрерывно в составе газовоздушной смеси, содержащей по объему 21-100% кислорода.
13. Способ по п.1 или 12, отличающийся тем, что газовоздушную смесь, содержащую газообразный кислород, барботируют через расплав гидроксида натрия или калия для одновременного окисления соединений железа, содержащихся в полупродукте, и перемешивания расплава.
14. Способ по п.1 или 12, отличающийся тем, что газовоздушную смесь, содержащую газообразный кислород подают на поверхность расплава.
15. Способ по п.1 или 12, отличающийся тем, что вторую стадию ведут до достижения массовой доли соединений железа (IV) и (VI) в продукте, содержащем ферраты щелочных металлов, 2,7-21,8%, в пересчете на железо (VI).
16. Установка для получения окислителя на основе ферратов щелочных металлов, включающая устройство для окисления исходного железосодержащего вещества в расплаве солей щелочных металлов, содержащее корпус для размещения реакционной массы и электроды, отличающаяся тем, что установка снабжена устройством для окисления железосодержащего вещества - полупродукта, содержащего оксиды железа (III) и ферриты щелочных металлов, в расплаве гидроксидов щелочных металлов, до получения готового продукта, содержащего ферраты (IV) и (VI) щелочных металлов, включающим реакционную камеру с устройством внешнего нагрева, блок управления режимами нагрева и устройство для подачи кислорода в реакционную камеру, а устройство для окисления исходного железосодержащего вещества в расплаве солей щелочных металлов содержит, по меньшей мере, один железосодержащий съемный электрод и снабжено блоком управления режимами работы электродов.
17. Установка по п.16, отличающаяся тем, что корпус устройства для окисления исходного железосодержащего вещества в расплаве солей щелочных металлов выполнен из огнеупорного материала, обладающего свойствами диэлектрика, при этом указанное устройство содержит, по меньшей мере, два электрода, погруженных в расплав, и снабжено средством для подачи и размещения железосодержащего вещества в объеме расплава образующегося при пропускании через него электрического тока, в котором происходит формирование полупродукта, содержащего оксид железа (III) и ферриты щелочных металлов.
18. Установка по п.16, отличающаяся тем, что корпус устройства для окисления исходного железосодержащего вещества в расплаве солей щелочных металлов выполнен металлическим, например, из стали, и является при этом одним из электродов, причем, по крайней мере, один железосодержащий съемный электрод расположен над корпусом для создания ограниченной зоны расплава при пропускании через расплав расплава реакционной массы полупродукта, содержащего оксид железа(III) и ферриты щелочных металлов.
19. Установка по п.16 или 17, отличающаяся тем, что корпус указанного устройства выполнен в виде монолитной плиты произвольной формы (например, круга) с замкнутой прямоугольной, или трапециевидной, или овальной выемкой для размещения реакционной массы.
20. Установка по п.16 или 17, отличающаяся тем, что корпус указанного устройства выполнен в виде плоского или овального бруска линейной или изогнутой формы, имеющего вытянутую по длине выемку прямоугольной, или трапециевидной, или овальной формы для размещения реакционной массы.
21. Установка по п.16, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один электрод установлен в корпусе указанного устройства с возможностью взаимного перемещения относительно корпуса и/или других электродов в горизонтальной и вертикальной плоскостях для изменения положения и размеров зоны расплава и/или изменения электросопротивления расплава.
22. Установка по п.16, отличающаяся тем, что устройство для окисления исходного железосодержащего вещества в расплаве солей щелочных металлов снабжено дозирующим устройством для подачи железосодержащего вещества и/или солей щелочных металлов.
23. Установка по п.22, отличающаяся тем, что дозирующее устройство установлено перед, по меньшей мере, одним из электродов.
24. Установка по п.16, или 17, или 22, отличающаяся тем, что электроды расположены вертикально, а дозирующее устройством для подачи железосодержащего вещества и/или солей щелочных металлов установлено с возможностью размещения железосодержащего вещества на дне корпуса.
25. Установка по п.16, или 17, или 22, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один электрод расположен горизонтально, при этом дозирующее устройство для подачи железосодержащего вещества и/или солей щелочных металлов установлено с возможностью размещения железосодержащего вещества в объеме расплава на поверхности этого электрода.
26. Установка по п.16, отличающаяся тем, что блок управления режимами работы электродов включает трансформатор и блок-преобразователь для управления фазовыми характеристиками электрического тока.
27. Установка по п.16, отличающаяся тем, что устройство для окисления исходного железосодержащего вещества в расплаве солей щелочных металлов содержит вспомогательный электрод для начального перевода кристаллических соединений щелочных металлов в расплавленную форму при подключении этого электрода к блоку управления режимами работы электродов.
28. Установка по п.16, отличающаяся тем, что в качестве реакционной массы в устройстве для окисления исходного железосодержащего вещества в расплаве солей щелочных металлов используют смесь исходного железосодержащего вещества и кристаллических соединений щелочных металлов.
29. Установка по п.16 или 28, отличающаяся тем, что в качестве исходного железосодержащего вещества используют металлическое железо, и/или его сплавы, и/или отходы металлообработки изделий из черных металлов, например скрап, и/или отходы черной металлургии, а в качестве соединений щелочных металлов используют кристаллические сульфаты натрия, и/или калия, и/или промышленные отходы, содержащие кристаллические сульфаты натрия и/или калия.
30. Установка по п.16, отличающаяся тем, что в качестве железосодержащего вещества - полупродукта используют полупродукт, содержащий оксид железа (III) и ферриты щелочных металлов, предварительно полученный в устройстве для окисления исходного железосодержащего вещества в расплаве солей щелочных металлов, а в качестве соединений щелочных металлов используют гидроксиды натрия, и/или калия, и/или промышленные отходы, содержащие гидроксиды натрия и/или калия.
31. Установка по п.16, отличающаяся тем, что реакционная камера устройства для окисления железосодержащего вещества - полупродукта, содержащего оксид железа (III) и ферриты щелочных металлов, в расплаве гидроксида натрия и/или калия имеет форму цилиндра или параллелепипеда и установлена вертикально или под углом к вертикальной оси, при этом длина реакционной камеры превышает ее поперечные размеры,
32. Установка по п.16, отличающаяся тем, что реакционная камера устройства для окисления железосодержащего вещества - полупродукта, содержащего оксид железа (III) и ферриты щелочных металлов, в расплаве гидроксида натрия и/или калия установлена горизонтально и имеет плоское дно произвольной формы, по которому реакционная масса равномерно распределяется тонким слоем.
33. Установка по п.16, отличающаяся тем, что реакционная камера устройства для окисления железосодержащего вещества - полупродукта, содержащего оксид железа (III) и ферриты щелочных металлов, в расплаве гидроксида натрия и/или калия установлена под углом к горизонту для обеспечения за счет сил гравитации продвижения реакционной массы вдоль реакционной камеры и одновременного перемешивания реагентов и взаимодействия их с кислородом, содержащимся в газовоздушной смеси, которая подается на поверхность расплава.
34. Установка по п.16, или 31, или 33, отличающаяся тем, что устройство для окисления полупродукта, содержащего оксид железа (III) и ферриты щелочных металлов, снабжено устройством загрузки полупродукта и гидроксидов натрия и/или калия и устройством выгрузки хотя бы части готового продукта, содержащего ферраты (IV) и (VI) щелочных металлов.
35. Установка по п.16, отличающаяся тем, что она снабжена устройством, обеспечивающим хранение полупродукта, содержащего оксид железа (III) и ферриты щелочных металлов и его транспортировку в реакционную камеру устройства для окисления полупродукта, содержащего оксид железа (III) и ферриты щелочных металлов в расплаве гидроксидов натрия и/или калия.