Formation of needle-like lepidocrocite fine particles by oxidation of an aqueous suspension of ferrous hydroxide in a bubble column

Authors


Abstract

Fine particles of needle-like lepidocrocite (γ-FeOOH) were synthesized by the oxidation of aqueous suspensions of ferrous hydroxide using a bubble column with draft tube at a constant temperature ranging from 20°C to 30°C. The oxidation steps leading to green rust (an intermediate) and lepidocrocite (final product), termed Step I and II, respectively, could be described apparently as first order, with respect to oxygen, and zero order, with respect to total ferrous species. When the concentration of oxygen in the feed stream was varied under a constant gas velocity, the mean size based on the major axis of needle-like particle decreased from 0.60 to 0.35 μm with increasing oxidation rate. When the gas velocity was varied under a constant oxygen concentration, the particle size was almost independent of the oxidation rate and was equal to ca. 0.6 μm. By the addition of a small amount of sodium dihydrogenphosphate (NaH2PO4), the major axis could be reduced to 0.2 μm with the minor axis and the oxidation rate almost unchanged.

Abstract

Des particules fines de lépidocrocite en forme d'aiguilles (γ-FeOOH) ont été synthétisées par l'oxydation de suspensions aqueuses d'hydroxyde ferreux à l'aide d'une colonne à bulles munie d'un tube d'aspiration à une température constante variant de 20°C à 30°C. Les étapes d'oxydation menant à la rouille verte (un intermédiaire) et à la lépidocrocite (produit final), appelées Étape I et Étape II respectivement, pourraient être décrites apparemment comme étant du premier ordre pour l'oxygène et d'ordre zéro pour les espèces ferreuses totales. Lorsqu'on fait varier la concentration d'oxygène dans le courant d'alimentation en dessous d'une vitesse de gaz constante, la taille moyenne basée sur l'axe principal des particules en forme d'aiguilles diminue de 0,60 à 0,35 μm avec l'augmentation de la cinétique d'oxydation. Lorsqu'on fait varier la vitesse de gaz en dessous d'une concentration d'oxygène constante, la taille des particules est presque indépendante de la cinétique d'oxydation et est égale à environ 0,6 μm. En ajoutant une petite quantité de dihydrogenphosphate de sodium (NaH2PO4), l'axe majeur peut être réduit à 0,2 μm pendant que l'axe mineur et la cinétique d'oxydation demeurent inchangés.

Ancillary