CN1286728C

CN1286728C - 硫酸铝溶液中铁的去除方法

Info

Publication number: CN1286728C
Application number: CN 200410026002
Authority: CN
Inventors: 杨汝栋; 阎兰; 徐彦宾; 谢燕婷; 徐进章
Original assignee: Science & Technology Zone Co Ltd Of Lanzhou Univ
Current assignee: Science & Technology Zone Co Ltd Of Lanzhou Univ
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2024-03-08
Also published as: CN1559906A

Abstract

本发明公开用萃取法从硫酸铝溶液中去除所含的铁的方法及萃取剂。本发明是先在硫酸铝溶液中加入氧化剂，使溶液中的Fe²⁺变以成Fe³⁺，再在溶液中加入由异辛基膦酸单异辛酯10～25%(体积百分比)、混合醇4～6%与煤油86～70%构成的萃取剂中进行萃取，分离出的萃取液用草酸溶液进行反萃，再在反萃液中加入氨使铁沉淀，再进行分离，除去铁的沉淀。本发明具有除铁效率高，工艺相对简单，硫酸铝溶液回收率高，所选用的反萃剂反铁效率高，相分层快，工艺适用面广，和基本上不产生污染的优点。

Description

硫酸铝溶液中铁的去除方法

技术领域

本发明涉及用萃取法从硫酸铝溶液中去除所含的铁的方法，及这种方法所采用的萃取剂。

背景技术

铝及铝盐的生产过程多采用铝土矿、高岭土、粘土、煤矸石等为原料，经硫酸浸出后得到浸出液，再经除去杂质得到硫酸铝溶液的工艺。影响硫酸铝质量的主要杂质是铁离子。从硫酸铝溶液中分离铁的方法主要有重结晶法、化学沉淀法，如：CA.167，3965100所公开的方法、离子交换法，如：Brit.41846，CA.1984 152843等公开的方法，以及有机溶液萃取法，如：美国专利US.3,331,622所采用的Amberlte LA-1型仲胺阴离子交换剂萃取除。另外，国内曾有报道用C5-C9脂肪酸除铁，参见无机盐工业(1982)(1)11，或采用伯胺N1923萃取除铁，参见《轻金属》1980(6)6和有机化学(1)33(1979.)，以及用P538(ROP(O)(OH)2，R＝C12-C18萃取除铁。现有技术的不足是：重结晶法的劳动强度大，且能耗极高；化学沉淀法在实践中难于找到合适的沉淀剂，同时在进行处理时物料的损失极大；离子交换法处理的物料量有限，生产成本高，基本上没有工业实现的可能；伯胺N1923萃取除铁工艺由于仲碳萃取剂难于购置，且价格昂贵；用脂肪酸除铁，原料价格高，且生产中其气味难以接受，生产环境恶劣，而且萃取效果差；采用P538处理时所要求的反萃酸度高，同时反萃出率低。

发明内容

本发明提供一种可克服现有技术不足，能有效除去硫酸铝溶液中铁离子，产品回收率高，工艺简单且生产成本较低的，以萃取法从硫酸铝溶液中去除所含的铁的方法。

本发明是先在硫酸铝溶液中加入氧化剂，使溶液中的Fe²⁺变以成Fe³⁺，再在溶液中加入由异辛基膦酸单异辛酯(以下简称P507)10～25％(体积百分比)、混合醇4～6％与煤油86～70％构成的萃取剂中进行萃取，分离出的萃取液用草酸溶液进行反萃，再在反萃液中加入氨使铁沉淀，再进行分离，除去铁的沉淀。

本发明的方法中所得反萃液经加氨除铁后可再加入浓硫酸，使其pH值调至～1，经浓缩后得到草酸晶体。这样可以使反萃剂循环使用，因此其成本可以大大降低。

本发明的方法在进行萃取时萃取剂与物料的相比推荐为O/A＝1/2，反萃时有机相与反萃剂的相比为O/A＝3/1；萃取与反萃作业时体系的温度以为15～45℃为好。

本发明的萃取剂的组成为：异辛基膦酸单异辛脂10～25％，混合醇4～6％，余量为煤油(体积百分比，以下相同)，其最佳的比例为异辛基膦酸单异辛脂20％，混合醇5％，煤油75％。

本发明的具体工艺是先在硫酸铝浸出液中加入适量的过氧化氢，使体系中的铁离子由2价变为3价，然后用P5O7、混合醇和煤油组成的萃取剂进行萃取，经充分搅拌和反应后，静置分层后分出水相，有机相用水洗涤，再在有机相中加入草酸水溶液进行反萃，体系静置分层后分出水相，有机相经水洗可供循环使用；所得水相加入浓氨水，使体系的PH调至～9左右，反萃液中的Fe³⁺、Al³⁺、Ti⁴⁺生成氢氧化物沉淀，经过滤后将其分离。所得母液可用浓硫酸调pH值至～1，经浓缩冷却后分离出草酸结晶可供循环使用。详细工艺可见附图及后叙说明。

本发明的优点是：

1、除铁效率高，单级萃取可除去溶液中99％以上的铁离子，所得产品质量稳定；

2、工艺相对简单，所使用的设备投资少，生产成本低于各现有技术；

3、经处理后的硫酸铝溶液回收率高达99％以上，基本上产品中不引入任何外加的其它金属阳离子和其它的阴离子；

4、所选用的反萃剂反铁效率高，相分层快，不夹带有机相，而且反萃剂可以循环使用；

5、经处理后的固体产物是氢氧化铁，其铁含量达50％以上，可以直接用于炼铁；

6、工艺适用面广，可用于除去铝土矿、高岭土、粘土及煤矸石等多种含铝矿的硫酸浸出液中铁杂质；

7、整个工艺流程中基本上不产生污染物，经测算，每立方硫酸铝溶液经处理后仅可排出100多公斤的含少量草酸的硫酸铵水溶液，关于这一点可参见附图。

附图说明

附图为本发明的工艺流程示意。

具体实施方式

以下提供本发明的最佳实施例

在容积为1升锥形瓶中加入300毫升的硫酸铝溶液，其中的Al₂O₃含量为103.1g/l，Fe2.31g/l，溶液pH值为2.66，再加入2毫升的30％的过氧化氢，使体系中的Fe²⁺变为Fe³⁺，然后再加入150毫升的P5O7(20％)——混合醇(5％)——煤油(75％)溶液，将锥形瓶置于40℃水浴中，机械搅拌1.5小时，然后静置侍液体分层，再分出水相，水相中Al₂O₃含量为100.5g/l，其回收率为97.45％，Fe含量低于17ppm，萃取率为99.03％。负载有机相先用相比O/A＝3/1的0.5mol/l的硫酸，在40℃洗涤两次，每次为15分钟，然后再在有机相中加入8％的草酸(H₂C₂O₄)溶液以相比O/A＝1/1在40℃反萃1.5小时，两相分层后分离出有机相，并用蒸馏水在40℃、相比为O/A＝3/1条件下洗涤两次，每次15分钟，所得有机相可以循环使用；反萃后的水相用浓氨水18ml调pH至～9，使存在于水相中的Fe³⁺、Al³⁺、Ti⁴⁺沉淀为氢氧化物后分离除去，所得母液中加入3.2ml浓硫酸调pH值为1左右，再浓缩至原体积的1/3～1/4，冷至室温，离心分离出草酸结晶，其收率大于98％。所得的草酸可以循环使用。

Claims

1、硫酸铝溶液中铁的去除方法，其特征是先在硫酸铝溶液中加入氧化剂，使溶液中的Fe²⁺变以成Fe³⁺，再在溶液中加入由异辛基膦酸单异辛酯10～25％、混合醇4～6％与煤油70～86％构成的萃取剂中进行萃取，所述比例为体积百分比，分离出的萃取液用草酸溶液进行反萃，再在反萃液中加入氨使铁沉淀，并分离。

2、根据权利要求1所述的硫酸铝溶液中铁的去除方法，其特征是反萃液经加氨除铁后再加入浓硫酸，使其pH值调至1，经浓缩后得到草酸晶体。

3、根据权利要求1或2所述的硫酸铝溶液中铁的去除方法，其特征是萃取时有机相与水相的相比为O/A＝1/2，反萃时有机相与水相的相比为O/A＝1/1。

4、根据权利要求3所述的硫酸铝溶液中铁的去除方法，其特征是萃取与反萃作业时体系的温度为15～45℃。

5、一种用于从硫酸铝溶液中去除铁的萃取剂，其特征在于萃取剂的组成为：异辛基膦酸单异辛酯10～25％，混合醇4～6％，余量为煤油，所述比例为体积百分比。

6、根据权利要求5所述的用于从硫酸铝溶液中去除铁的萃取剂，其特征在于萃取剂的组成为：异辛基膦酸单异辛酯20％，混合醇5％，煤油75％，所述比例为体积百分比。