CN104402064A - 一种用含铁废料制备硫酸亚铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用磷化工的含铁废料制备硫酸亚铁的方法,其操作步骤包括如下:用粉碎机将含镍磷矿粉碎到200目以下,用硫酸溶解磷铁,反应后形成硫酸亚铁溶液,经过滤、浓缩、结晶、分离等,获得硫酸亚铁固体。本发明能够利用磷化工生产中副产的磷铁,具有成本低、工艺简单、产品质量好的特点,为工业废弃物磷铁的利用提供了一条有效利用途径。
Description
所属技术领域
本发明属于化工领域,是一种用含铁废料制备硫酸亚铁的方法。
背景技术
磷铁是一种在磷矿的热法加工过程中产出的含有铁和磷的副产物,如黄磷、钙镁磷肥的副产。磷铁是一种带有金属光泽的银灰色(或带黄色)固体,较坚硬且偏脆性,有一定的铁磁性。通过对镍磷铁进行化学元素分析,结果表明其含量最大的是铁元素,占55%~75%,其次是磷元素,占10%~20%。
虽然磷铁中含有大量的铁和磷元素,但其化学性质异常稳定,不像铁那样在空气中会缓慢氧化,也不像磷那样在空气中会立即氧化冒白烟甚至燃烧,磷铁可以在空气中长期稳定存在。说明磷铁中不存在单质态的磷和铁。对(镍)磷铁进行X射线衍射分析,结果表明镍磷铁中存在的是Fe2P、Fe3P两种形态。
对于磷铁的利用,可以作为炼钢的合金剂、脱氧剂,化学利用一般采用配入纯碱与磷铁粉混合后高温煅烧,然后用水浸取,滤液经浓缩、结晶、干燥制得磷酸三钠产品,滤渣经洗涤、烘干制得氧化铁。
硫酸亚铁为蓝绿色单斜结晶或颗粒,在潮湿空气中表面氧化成棕色的碱式硫酸铁。在56.6℃成为四水合物,在64.4℃时成为白色的一水合物。硫酸亚铁可用于制造铁盐、氧化铁红、靛青,硫酸亚铁还可以作为还原剂、制造铁氧体、净水、聚合催化剂、补铁剂等。硫酸亚铁的生产主要有以下几种方法:
硫酸法:将铁屑溶解于稀硫酸与母液的混合液中,控制反应温度在80℃以下,反应生成的微酸性硫酸亚铁溶液经澄清除去杂质,然后冷却、离心分离即得浅绿色硫酸亚铁;
钛白粉副产法:钛铁矿用硫酸分解制钛白粉时,生成硫酸亚铁和硫酸铁,三价铁用铁丝还原成二价铁。经冷冻结晶可得副产硫酸亚铁;
废液回收法:如钢材经硫酸酸洗后,生成含硫酸亚铁的溶液,经中和、过滤、浓缩、冷却结晶可析出硫酸亚铁晶体。
发明内容
本发明要解决原有磷铁的利用价值低、利用渠道少、或者加工流程冗长的缺点,提出全新的磷铁利用及硫酸亚铁制造的工艺,该方法成本低、充分利用废弃资源或副产物、工艺简单的特点。
为了实现上述目地,本发明采取的技术方案为:一种用含铁废料制备硫酸亚铁的方法,包括以下步骤:(1)粉碎:用粉碎机将块状磷铁破碎到足够细度;(2)酸浸:控制适当的固液比、硫酸浓度、压力、反应温度等条件,使磷铁不断反应生成硫酸亚铁;(3)过滤:过滤反应液,分离出为反应渣,得到含硫酸亚铁的滤液;(4)浓缩:滤液蒸发浓缩;(5)冷却结晶:浓缩液冷却后结晶析出硫酸亚铁晶体;(6)过滤:离心分离,得到七水硫酸亚铁固体。
实施例1
用鄂式破碎机大块磷铁粗碎,再用圆盘粉碎机进一步破碎到1~2mm粒径,用球磨机再磨细至过200目,取上述磷铁原料300g,用3000g40%的H2SO4在80℃、搅拌速度为900r/min的条件下反应12h,反应结束后进行过滤,溶液过滤后为滤液2200g,浓缩至1000g左右,冷去析出硫酸亚铁晶体80g,滤液返回循环。
实施例2
取过200目磷铁原料100g,用1kg30%的H2SO4在95℃、搅拌速度为900r/min的条件下反应15h,反应结束后进行过滤,溶液过滤后为绿色溶液800g,浓缩至400g左右,冷去析出硫酸亚铁晶体30g,滤液返回循环。
实施例3
取过400目镍磷铁原料500g,用3kg40%的H2SO4在105℃、搅拌速度为900r/min的条件下反应10h,反应结束后进行过滤为绿色溶液2300g,用溶剂萃取,萃余液浓缩至1000g左右,冷去析出硫酸亚铁晶体30g,滤液返回循环。
Claims (5)
1.一种用含铁废料制备硫酸亚铁的方法。
2.权利要求1的一种用含铁废料制备硫酸亚铁的方法,其特征在于使用磷矿加工后形成的废料或副产物,包括黄磷生产所产生的磷铁、钙镁磷肥生产所产生的磷铁。
3.权利要求2的一种用含铁废料制备硫酸亚铁的方法,其特征在于含磷含铁的原料,含有铁元素35%~85%,含有磷10%~30%。
4.权利要求1的一种用含铁废料制备硫酸亚铁的方法,其特征在于采用硫酸与磷铁反应。
5.权利要求1的一种用含铁废料制备硫酸亚铁的方法,其特征在于包括以下步骤的一步或多步:(1)粉碎:用粉碎机将块状磷铁破碎;(2)酸浸:控制适当的固液比、硫酸浓度、压力、反应温度等条件,使磷铁不断反应生成硫酸亚铁;(3)过滤:过滤反应液,分离出为反应渣,得到含硫酸亚铁的滤液;(4)浓缩:滤液蒸发浓缩;(5)冷却结晶:浓缩液冷却后结晶析出硫酸亚铁晶体;(6)过滤:离心分离,得到七水硫酸亚铁固体。
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