CN108675355A - 硝酸亚铁的制备方法 - Google Patents

硝酸亚铁的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108675355A
CN108675355A CN201810965701.7A CN201810965701A CN108675355A CN 108675355 A CN108675355 A CN 108675355A CN 201810965701 A CN201810965701 A CN 201810965701A CN 108675355 A CN108675355 A CN 108675355A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ferrous nitrate
solution
preparation
ferrous
iron powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810965701.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李高亮
周贤明
兰天
刘金平
唐洪彬
常尚文
李斌
何辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Institute of Atomic of Energy
Original Assignee
China Institute of Atomic of Energy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Institute of Atomic of Energy filed Critical China Institute of Atomic of Energy
Priority to CN201810965701.7A priority Critical patent/CN108675355A/zh
Publication of CN108675355A publication Critical patent/CN108675355A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明属于化合物制备领域。为解决现有硝酸亚铁制备中存在的问题，本发明提供了一种硝酸亚铁的制备方法，包括以下步骤：步骤一，配制含肼硝酸溶液；步骤二，向所述含肼硝酸溶液中缓慢加入铁粉进行反应，边加边搅拌使铁粉悬浮在反应液中，同时控制反应液的温度。步骤三，测量反应液的pH值，当反应体系的pH值升至1‑3时，停止加入铁粉，制得硝酸亚铁溶液。本发明的硝酸亚铁制备方法制得的硝酸亚铁溶液不含杂质离子，反应过程易于控制，制得的硝酸亚铁溶液浓度高，使用时无需溶解步骤而避免了氧化问题，为后处理工艺流程研究提供了良好的三价钚模拟物。

Description

硝酸亚铁的制备方法
技术领域
本发明属于化合物的制备领域，特别涉及一种硝酸亚铁的制备方法。
背景技术
在核燃料后处理工艺流程研究中，钚的化学行为研究尤其受到人们的重视，钚的价态控制效果直接决定了其在后处理工艺流程中的走向及收率，因此研究钚的化学价态控制具有重要意义。然而，由于钚具有放射性，材料难以获得，因此研究人员在研究涉及到钚的工艺及设备时，需要找一个钚的模拟材料。
已有研究显示，Fe(II)-Fe(III)与Pu(III)-Pu(IV)的化学电位比较近似，因此在涉及钚的研究中，常常先采用铁来模拟钚，待模拟试验研究充分后再进行含钚试验的验证。后处理工艺流程的研究体系基本为硝酸体系，因此铁作为钚的模拟材料进行实验时，需要以硝酸亚铁或硝酸铁的形式引入，以避免向体系中引入其它杂质离子。硝酸自身具有一定的氧化性，且硝酸浓度越高，氧化性越强，亚铁在硝酸体系中不稳定，易被氧化为三价。
目前，公开报道的硝酸亚铁的制备方法主要有4种，包括：1.以银还原溶液中的硝酸铁反应制得硝酸亚铁。此方法会引入了银离子，对后续工艺研究产生不良影响。2.在低温条件下，用密度低于1.05g/cm3的稀硝酸溶解铁屑，经冷却结晶，离心分离制得硝酸亚铁。此方法过程较为复杂，且结晶在使用过程中也需要溶解于硝酸体系中，亚铁离子在溶解过程中易被氧化为三价。3.由硫酸亚铁与硝酸钡进行复分解反应制得硝酸亚铁。此方法也易向体系中引入杂质离子钡和硫酸根。4.用过量的铁与稀硝酸反应制得硝酸亚铁。此方法的反应过程难以控制，制得的硝酸亚铁浓度较低。
发明内容
为解决现有硝酸亚铁制备中存在的会引入杂质离子，反应过程难以控制，制得的硝酸亚铁浓度较低，使用过程中易被氧化等问题，本发明提供了一种硝酸亚铁的制备方法。该方法包括以下步骤：
步骤一，配制含肼硝酸溶液，所述含肼硝酸溶液中肼的浓度为0.1mol/L-0.6mol/L，硝酸的浓度为0.1mol/L-6mol/L；
步骤二，向所述含肼硝酸溶液中缓慢加入铁粉进行反应，边加边搅拌使铁粉悬浮在反应液中，同时控制反应液的温度在10℃-40℃范围内。
步骤三，测量反应液的pH值，当反应体系的pH值升至1-3时，停止加入铁粉，制得硝酸亚铁溶液。
根据一个实施例，在所述步骤三之后，还可以对制得的硝酸亚铁溶液进行过滤。
根据一个实施例，在所述步骤三之后，还可以向制得的硝酸亚铁溶液中加入硝酸肼溶液，并控制pH值为1-3。
根据一个实施例，在所述步骤二中，所述反应液的温度通过调节铁粉加入的速度来控制。
根据一个实施例，在所述步骤二中，所述反应液的温度通过冷却的方式来控制。
进一步地，在所述步骤二中，所述反应液的温度通过冰浴的方式来控制。
本发明建立了一种新的硝酸亚铁制备方法，制得的硝酸亚铁溶液中仅含有硝酸亚铁及少量的硝酸和肼，未引入除肼之外的任何杂质。由于后处理工艺流程的三价钚料液中常含有肼，在此情况下，采用本发明制得的硝酸亚铁溶液进行后处理工艺流程研究将不会引入任何杂质。
综上所述，本发明的硝酸亚铁制备方法制得的硝酸亚铁溶液不含杂质离子，反应过程易于控制，制得的硝酸亚铁溶液浓度高(超过2mol/L)，使用时无需溶解步骤而避免了氧化问题，为后处理工艺流程研究提供了良好的三价钚模拟物。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。
本发明的硝酸亚铁制备方法包括以下步骤：
步骤一，配制含肼硝酸溶液，所述含肼硝酸溶液中肼的浓度为0.1mol/L-0.6mol/L，硝酸的浓度为0.1mol/L-6mol/L。
步骤二，向所述含肼硝酸溶液中缓慢加入铁粉进行反应，边加边搅拌使铁粉悬浮在反应液中，同时控制反应液的温度在10℃-40℃范围内。
上述铁粉的加入方式有利于反应的快速进行，易于控制反应过程，确保反应终点的准确及可控。
反应过程中，硝酸将铁氧化至二价铁，同时生成亚硝酸，由于亚硝酸能够将二价铁进一步氧化至三价铁，导致无法获得硝酸亚铁。为此，本发明采用了含肼硝酸溶液，由于肼能够快速与反应生成的亚硝酸发生氧化还原反应，消除了亚硝酸的影响，确保了硝酸亚铁溶液的成功制备。
步骤三，测量反应液的pH值，当反应体系的pH值升至1-3时，停止加入铁粉，制得硝酸亚铁溶液。
在此pH值范围内，制得的硝酸亚铁溶液较为稳定，若pH值过高则会生成铁的氢氧化物沉淀，形成胶体，若pH值过低则未反应完全。
根据一个示例，在所述步骤三之后，还可以对制得的硝酸亚铁溶液进行过滤。此过滤可以滤除残余铁粉杂质，获得草绿色的硝酸亚铁溶液。
根据一个示例，在所述步骤三之后，还可以向制得的硝酸亚铁溶液中加入硝酸肼溶液，并控制pH值为1-3。硝酸肼溶液的加入能够提供稳定的还原环境，防止制得的硝酸亚铁溶液pH值发生漂移，生成铁的氢氧化物沉淀，形成胶体，有利于硝酸亚铁溶液的稳定储存。
根据一个示例，在所述步骤二中，所述反应液的温度通过调节铁粉加入的速度来控制。
根据一个示例，在所述步骤二中，所述反应液的温度通过冷却的方式来控制。
进一步地，在所述步骤二中，所述反应液的温度通过冰浴的方式来控制。
实施例1
本发明的硝酸亚铁制备方法，采用体积为1000mL的反应容器，包括以下步骤：
步骤一，配制500mL含肼硝酸溶液，所述含肼硝酸溶液中肼的浓度为0.3mol/L，硝酸的浓度为2.0mol/L。
步骤二，向所述含肼硝酸溶液中缓慢加入铁粉进行反应，边加边搅拌使铁粉悬浮在反应液中，同时通过冷却控制反应液的温度在10℃-25℃范围内。
步骤三，测量反应液的pH值，当反应体系的pH值升至3时，停止加入铁粉，制得硝酸亚铁溶液，此时共加入铁粉26g，历时约1h。
步骤四，对制得的硝酸亚铁溶液进行过滤，滤除残余铁粉杂质，获得草绿色的硝酸亚铁溶液。
步骤五，向制得的硝酸亚铁溶液中加入10mL硝酸肼溶液，并控制pH值为3，冷藏保存。
制备试验表明，整个制备过程比较平稳，易于操作。采用邻菲啰啉显色法对制得的硝酸亚铁溶液进行分析，分析结果表明，溶液中硝酸亚铁的浓度为45g/L。
实施例2
本发明的硝酸亚铁制备方法，采用体积为35L的反应容器，包括以下步骤：
步骤一，配制12L含肼硝酸溶液，所述含肼硝酸溶液中肼的浓度为0.52mol/L，硝酸的浓度为6.0mol/L。
步骤二，向所述含肼硝酸溶液中缓慢加入铁粉进行反应，边加边搅拌使铁粉悬浮在反应液中，同时通过冷却控制反应液的温度在15℃-40℃范围内。
步骤三，测量反应液的pH值，当反应体系的pH值升至2时，停止加入铁粉，制得硝酸亚铁溶液，此时共加入铁粉3220g，历时约4h。
步骤四，对制得的硝酸亚铁溶液进行过滤，滤除残余铁粉杂质，获得草绿色的硝酸亚铁溶液。
步骤五，向制得的硝酸亚铁溶液中加入20mL硝酸肼溶液，并控制pH值为2，冷藏保存。
制备试验表明，整个制备过程比较平稳，易于操作。采用邻菲啰啉显色法对制得的硝酸亚铁溶液进行分析，分析结果表明，溶液中硝酸亚铁的浓度为130g/L。
实施例3
本发明的硝酸亚铁制备方法，采用体积为1000mL的反应容器，包括以下步骤：
步骤一，配制500mL含肼硝酸溶液，所述含肼硝酸溶液中肼的浓度为0.1mol/L，硝酸的浓度为0.2mol/L。
步骤二，向所述含肼硝酸溶液中缓慢加入铁粉进行反应，边加边搅拌使铁粉悬浮在反应液中，同时通过冷却控制反应液的温度在10℃-15℃范围内。
步骤三，测量反应液的pH值，当反应体系的pH值升至3时，停止加入铁粉，制得硝酸亚铁溶液，此时共加入铁粉2.5g，历时约1h。
步骤四，对制得的硝酸亚铁溶液进行过滤，滤除残余铁粉杂质，获得草绿色的硝酸亚铁溶液。
步骤五，向制得的硝酸亚铁溶液中加入2mL硝酸肼溶液，并控制pH值为3，冷藏保存。
制备试验表明，整个制备过程比较平稳，易于操作。采用邻菲啰啉显色法对制得的硝酸亚铁溶液进行分析，分析结果表明，溶液中硝酸亚铁的浓度为4.7g/L。
虽然根据本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，然而，本领域普通技术人员应理解，在不背离本发明的总体构思的原则和精神的情况下，可以对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (7)

1.一种硝酸亚铁的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一，配制含肼硝酸溶液，所述含肼硝酸溶液中肼的浓度为0.1mol/L-0.6mol/L，硝酸的浓度为0.1mol/L-6mol/L；
步骤二，向所述含肼硝酸溶液中缓慢加入铁粉进行反应，边加边搅拌使铁粉悬浮在反应液中，同时控制反应液的温度在10℃-40℃范围内。
步骤三，测量反应液的pH值，当反应体系的pH值升至1-3时，停止加入铁粉，制得硝酸亚铁溶液。
2.根据权利要求1所述的硝酸亚铁的制备方法，其特征在于：在所述步骤二中，所述反应液的温度通过调节铁粉加入的速度来控制。
3.根据权利要求2所述的硝酸亚铁的制备方法，其特征在于：在所述步骤三之后，对制得的硝酸亚铁溶液进行过滤。
4.根据权利要求1所述的硝酸亚铁的制备方法，其特征在于：在所述步骤三之后，对制得的硝酸亚铁溶液进行过滤。
5.根据权利要求1-3任一项所述的硝酸亚铁的制备方法，其特征在于：在所述步骤三之后，向制得的硝酸亚铁溶液中加入硝酸肼溶液，并控制pH值为1-3。
6.根据权利要求5所述的硝酸亚铁的制备方法，其特征在于：在所述步骤二中，所述反应液的温度通过冷却的方式来控制。
7.根据权利要求6所述的硝酸亚铁的制备方法，其特征在于：在所述步骤二中，所述反应液的温度通过冰浴的方式来控制。
CN201810965701.7A 2018-08-23 2018-08-23 硝酸亚铁的制备方法 Pending CN108675355A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810965701.7A CN108675355A (zh) 2018-08-23 2018-08-23 硝酸亚铁的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810965701.7A CN108675355A (zh) 2018-08-23 2018-08-23 硝酸亚铁的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108675355A true CN108675355A (zh) 2018-10-19

Family

ID=63815495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810965701.7A Pending CN108675355A (zh) 2018-08-23 2018-08-23 硝酸亚铁的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108675355A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112924616A (zh) * 2019-12-05 2021-06-08 中核四0四有限公司 一种后处理工艺料液中总还原值的测定方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102105224A (zh) * 2008-06-02 2011-06-22 瑞恩泰克公司 用于费-托催化剂制备的稳定的硝酸亚铁-硝酸铁溶液

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102105224A (zh) * 2008-06-02 2011-06-22 瑞恩泰克公司 用于费-托催化剂制备的稳定的硝酸亚铁-硝酸铁溶液

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112924616A (zh) * 2019-12-05 2021-06-08 中核四0四有限公司 一种后处理工艺料液中总还原值的测定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liebhafsky et al. The detailed mechanism of the Dushman reaction explored by computer
Spees et al. Photochemistry of Complex Ions. II. Photoracemization
CN108675355A (zh) 硝酸亚铁的制备方法
Zasoski et al. A technique for studying the kinetics of adsorption in suspensions
Mieszkowska et al. Electrochemical deposition of nickel targets from aqueous electrolytes for medical radioisotope production in accelerators: a review
CN107958717B (zh) 一种基于协同效应分离三价锕系与镧系离子的方法
CN104876274B (zh) 一种四氧化三锰的制备方法
Próchniak et al. Electrochemical deposition of nickel from aqueous electrolytic baths prepared by dissolution of metallic powder
Ferri et al. Studies on metal carbonate equilibriums. 7. Reduction of the tris (carbonato) dioxouranate (VI) ion, UO2 (CO3) 34-, in carbonate solutions
Maeck et al. Solvent Extraction Method for the Radiochemical Determination of Chromium.
CN114525419B (zh) 烷基二硫代膦酸与含氮试剂分离三价镅锔的方法
CN109107515A (zh) 一种制备三元正极材料前驱体的注料反应系统及其应用
CN111170416B (zh) 一种脱除含硝酸溶液中硝酸的方法
CN113582257A (zh) 一种提高镍金属溶解效率的工艺方法
CN106277076B (zh) 一种尖晶石型化合物的合成方法及其应用
CN107755712B (zh) 一种制备金属锑粉的方法
CN110265170A (zh) 电化学合成铁氧体资源化处理钢铁酸洗废液的方法
CN105039749B (zh) 一种从裂变产物中分离141La的方法
Margerum et al. COÖRDINATION KINETICS BY ION EXCHANGE
CN111778522B (zh) 一种富集112Cd靶的制备方法
RU2724971C1 (ru) Способ получения раствора азотнокислой соли четырехвалентного плутония
RU2686076C1 (ru) Способ очистки экстракта актинидов первого экстракционного цикла purex-процесса от технеция
Yuan et al. Efficient uranous nitrate production using membrane electrolysis
Němec et al. Some kinetic data on the oxidation of the cobalt (ii)-bipyridyl complex by copper (ii) and iron (iii) perchlorates in anhydrous acetonitrile
Sastri et al. Cerimetric determination of hypophosphite

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181019

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication