JPH11322342A - 硫酸第１鉄１水塩の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄鉱石と硫酸から石炭液化や重質油の水素化
分解など重質炭化水素分解用触媒または触媒原料用に適
した硫酸第１鉄１水塩の製造法を提供すること。 【課題手段】鉄鉱石を７０重量％以上の硫酸と１４０℃
以下の温度で処理して鉱石中のＦｅ₂Ｏ₃をＦｅＨ（ＳＯ
₄）₂・４Ｈ₂Ｏとする第１工程、加水分解してＦｅ₂（Ｓ
Ｏ₄）₃・Ｈ₂ＳＯ₄・８Ｈ₂Ｏとした後、金属鉄で還元処
理しＦｅＳＯ₄とする第２工程、蒸発晶析する第３工程
からなる硫酸第１鉄１水塩の製造方法。 【効果】鉄鉱石、硫酸を用い反応経路を適正化すること
により、固液分離性がよく、微粒１次粒子の凝集体であ
る高品質な硫酸第１鉄１水塩を効率的にかつ大量に得る
ことができ、製造コストは設備費、設備関連固定費、比
例費の大巾な低減ができるので安い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】鉄鉱石と硫酸を用いて石炭液化や
重質油の水素化分解など重質炭化水素分解用触媒または
触媒原料用に適した硫酸第１鉄１水塩を効率的に製造す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】硫酸第１鉄は鉄と硫酸の反応により比較
的容易に製造されており、通常、工業的には鉄製品の硫
酸洗滌により発生する廃酸を原料とし屑鉄等で還元した
後、晶析、分離によるか、または酸化チタン製造の際に
副生品として得られている。

【０００３】特に前者は１水塩または７水塩として製造
されているが、最近、洗滌液として硫酸の代わりに塩酸
を使用する傾向が増えており、５０万トンともいわれる
全生産量の１割程度の生産量になっている。また、後者
は酸化チタンからの鉄の分離が目的であるため７水塩と
して製造されてきたが、昨今、酸化チタン製造法は硫酸
に代えて塩酸を用いる方法が主流となっており、今後副
生量の増加は見込めない。硫酸鉄溶液から晶析によって
硫酸第１鉄１水塩を得るには２通りの方法があり、５０
〜１００℃の高温度域で硫酸第１鉄１水塩を得る方法
（直接１水塩晶析法）と従来の鉄鋼の酸洗廃液または酸
化チタン製造時のごとく５〜１０℃の低温度域で晶析し
て副生品の７水塩を得て、これを脱水乾燥し１水塩を得
る方法（７水塩脱水乾燥法）である。

【０００４】従来の技術には特願昭６０−５０２５５
（硫酸第１鉄１水塩の製造方法）、特願昭６０−１４４
１７（硫酸第１鉄の精製方法）、特願昭５８−４３２６
１（硫酸第１鉄の製造法）、特願平１−２３９１０１
（ステンレス鋼酸洗廃硫酸の再生方法）、特願平１−２
０４７７６（ステンレス鋼の硫酸酸洗廃液より高純度硫
酸鉄を回収する方法）、特願昭５３−６３４０３（含チ
タン硫酸鉄溶液からの脱チタン法）などがある。

【０００５】これらは、硫酸酸洗廃液や酸化チタンの副
生品あるいは他の鉄源を用いる場合硫酸溶解液を予備濃
縮又は硫酸を添加した後、冷却して硫酸第１鉄を得てい
るが、生産性が低く収率アップのため通常、溶解度を下
げるため５〜１０℃に冷却せざるを得ないためブライン
を要し、冷凍機の投資が必要で多数の冷却槽を要し運転
費も大となる。しかも設備コスト的な制約があるため、
短時間で行うので小さな結晶になりやすくモザイク集合
物となりやすいので、結晶間に夾雑物が包含されやすく
固液分離性がわるい。

【０００６】従って製品中に不純物が多く持ち込まれる
ので、洗滌を強化したり有機溶剤等による再結晶化や晶
析母液の分離、洗滌が容易な様に晶析物の結晶形を大き
くするような条件の選定と装置工夫が必要である。しか
も脱結晶水の負荷が大きいため乾燥機数が多くなるばか
りか塊状の乾燥物となるので粉砕と分級の負荷が増大す
る。その上環境対策面では１０重量％程度の希薄硫酸廃
水となるので、高濃度硫酸としての回収は難しく中和し
て廃棄処理するには大きな処理費用を要するなど多くの
問題があり、これらは結局、製造コストの高騰を招いて
いる。

【０００７】また、特願昭５８−４３２６１は硫酸溶解
の容易な転炉ＯＧダストを有効利用としている限定され
たまれな製造ケースであろう。ところが製鋼用鉄鉱石は
Ｆｅ₂Ｏ₃が主成分であり、硫酸への溶解は簡単に起こら
ない。このため鉱石の溶解性を高め、かつ生産性の高
い、できれば連続溶解の可能な方法を見出す必要があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、硫酸鉄の異分野
への利用として国内外を問わず、石炭液化や重質油分解
など重質炭化水素の水素化分解触媒または触媒用原料と
しての用途がひらかれつつある。ちなみに石炭３万トン
／日の石炭液化プラントの場合、硫酸鉄１水塩としての
使用量は２．６万トン／月から３．８万トン／月とな
り、従来の製造方法では低コストでの供給不可能であ
る。

【０００９】本発明者等は係る状況下において、前記、
従来技術の種々問題点を補うべく鋭意研究の結果、従来
の製造方法では低コストでの供給は不可能という最大の
問題点を解決し、製鋼用鉄鉱石を硫酸処理して得られる
硫酸鉄溶液から微粒の結晶集合体であって、一方、遠心
分離と水洗滌によって容易に母液の硫酸残量の少ない１
水塩を得る晶析条件を見出し、しかも本発明法が従来の
７水塩脱水乾燥法に比し設備費で１／４、比例費で１／
２、総コストで１／３という低コストで、大量かつ安定
な供給を可能とする硫酸第１鉄１水塩の製造方法を提供
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】硫酸鉄は晶析条件によっ
て結晶水が異なり、それぞれ１水塩、４水塩または７水
塩として晶出するが重質炭化水素の水素化分解は高温高
圧の水素化で行われるので硫酸鉄をその触媒として用い
る場合、熱エネルギー節約のために結晶水の少ない１水
塩の方が好ましい。また１水塩はシャーベット状の７水
塩に比べて取り扱いが容易である。また触媒用原料とし
て用いる場合、例えば特願平７−１４９７１８のように
高温下で流動反応して硫化する場合でも１水塩の方が好
ましい。この製造にあたってはまず大量に安定した品質
の鉄原料の選択が重要である。

【００１１】いうまでもなく、硫酸第１鉄１水塩は触媒
および触媒原料として用いられる場合、反応物との接触
面積を大きくするために１水塩の比表面積はできるだけ
大きいことが求められる。硫酸第１鉄１水塩粒子は凝集
した結晶（１次粒子）の凝集体であるから、個々の結晶
粒子はできるだけ小さいことが望ましい。

【００１２】本発明は例えば鉄鋼用鉄鉱石を原料として
硫酸第１鉄１水塩を製造するもので、鉄鉱石を硫酸処理
する第１工程、加水分解、還元反応を行う第２工程、蒸
発晶析、分離を行う第３工程からなる製造法である。

【００１３】特に本発明の第３工程の特徴は蒸発晶析で
あるため多重効用缶等を利用した濃縮が可能であり、運
転費も減少でき、しかも多結晶の凝集成長が支配的とな
るため夾雑物を含まないので品質がよい。この凝集粒子
形成については晶析条件にもよるが急速蒸発晶析によ
り、微粒の１次粒子の凝集成長した生成物取得が可能で
ある。

【００１４】そのため固液の分離性、および洗滌による
遊離の酸の除去等は容易である。例えば、遠心分離など
によっても簡単で母液の分離が可能であり、少量の水の
スプレー洗滌によって固体中の遊離の酸の濃度は簡単に
下げられる。

【００１５】従って、１水塩の取得（乾燥）については
付着水の除去程度でよく負荷は小さく、しかも簡単な風
乾程度でよい。粉砕、分級については簡単な解砕、粒径
調整でよい。従って、製造工程が従来の７水塩脱水乾燥
法では鉄鉱石溶解→スクラップ鉄溶解→冷却晶析→遠心
分離→脱水乾燥→粉砕→分級を経て１水塩を得ることに
なるのに対し、本発明では鉄鉱石溶解→スクラップ鉄溶
解→硫酸添加→蒸発濃縮→遠心分離→乾燥→解砕→粒径
調整を経て１水塩が得られる。また、環境対策でも本発
明の廃水は硫酸濃度が２０重量％以上なので、そのまま
リサイクル使用するかまたは濃縮をせずに高濃度硫酸と
して回収が可能である。

【００１６】本発明の第１工程では濃度が７０〜１００
重量％（以下、％は重量％を示す）硫酸に１ｍｍ以下に
粉砕した鉄鉱石を加え、８０〜１４０℃で３０〜１２０
分間撹拌する。この時、鉄鉱石あたりの硫酸量はその組
成によって変わるが重量比で４以下で良く、望ましくは
２〜２．４、温度は１０５〜１２０℃、時間は６０分程
度である。この条件では鉄鉱石は処理時間の経過と共に
泥状化し、スラリー粘性を高め、次第に構造破壊が認め
られ、さらに時間の経過と共に灰白色〜白色の半固化状
となり、鉄鉱石中のＦｅ₂Ｏ₃はＦｅＨ（ＳＯ₄）₂・４Ｈ
₂Ｏ、ＦｅＯはＦｅＳＯ₄となることを見出した。また走
査型電子顕微鏡観察を写真１に示すが、Ｆｅ₂Ｏ₃を主成
分とする緻密構造の鉄鉱石が構造組み替えをしながらポ
ーラスで網目状の水溶性タイプに進行していることがわ
かる。

【００１７】特に、このＦｅＨ（ＳＯ₄）₂・４Ｈ₂Ｏへ
の反応の完結は硫酸量の依存性が強く、硫酸量が不十分
であると加水分解・還元反応の際、Ｆｅ₂（ＳＯ₄）₃・
Ｈ₂ＳＯ₄・８Ｈ₂Ｏを経由するＦｅＳＯ₄の生成反応が阻
害されることと、しかも一定濃度の遊離の酸濃度が保た
れないと逆反応物であるＦｅ₂Ｏ₃およびコロイダル状の
Ｆｅ（ＯＨ）₃、ＦｅＯ（ＯＨ）の生成が見られるよう
になる。このように不溶解生成物が多くなると分離工程
の負荷の増大を招き、製造コストの高騰につながること
になる。一方、硫酸が過剰の場合はその原単位が増大す
るばかりでなく、それを中和して遊離の硫酸濃度を一定
に維持するために消費する鉄の量が多くなり、それも製
造原価を高めることになる。

【００１８】従って、かかる望ましくない状況を防止、
抑制するために第２工程では温度５０〜１００℃、遊離
の酸濃度は５％以上であれば良いが、一方あまり高濃度
過ぎると還元反応中に溶解度が下がり硫酸第１鉄が析出
してくるので操作上やりにくい。従って、望ましくは温
度６５〜８０℃、遊離の酸濃度は１０％程度が良い。

【００１９】次に第２工程の還元反応の効率は還元剤の
種類、形態、接触の方法、温度、時間などの条件に大き
く依存する。また溶解した鉄のうち、３価の鉄イオンは
２価の鉄イオンに還元する必要があるが、安価でかつ少
ない還元剤で効率よく行うことが求められる。すなわ
ち、還元剤としてはスクラップ鉄、鉄粉や還元鉄が使わ
れ、これらは容易に硫酸に溶解して硫酸鉄になるが、ス
クラップ鉄の価格は鉄鉱石（鉄分あたり）に比べて高
く、また大量のスクラップ鉄を集めるのはむつかしいの
で、その量をできるだけ減す必要がある。就中、Ｆｅ＋
Ｆｅ₂Ｏ₃＋３Ｈ₂ＳＯ₄→３ＦｅＳＯ₄＋３Ｈ₂Ｏの基本式
に従うものとすると、理論的には３価の鉄の還元には等
原子比の鉄（０価）を必要とする。しかし、実質的には
水素の発生があり、還元ロスを考えねばならない。還元
剤の物理的性状や環境条件から適正な還元効率を設定す
る必要があるが、この種の還元反応では３価の鉄の２価
の鉄への還元が進行すれば良く、遊離の酸の完全な中和
は必要でない。

【００２０】種々の還元剤を用いて検討したが、粉末冶
金用鉄粉のケースでは、加水分解温度６５℃、遊離の酸
濃度５％、還元効率７８％の条件では３価の鉄の２価の
鉄への転換収率８８．６％であり、同じ条件下で遊離の
酸濃度１０％では、転換収率９６．３％であった。一方
加水分解温度１００℃、遊離の酸濃度５％、還元効率
（鉄鉱石中の３価鉄量を還元剤中の鉄の２倍量で除した
百分率）７８％の条件では転換収率９２．１％であり、
同じ条件下で遊離の酸濃度１０％では、転換収率９５．
５％であった。

【００２１】すなわち、この還元反応の安定性は温度よ
りも遊離の酸濃度に強く依存することから、遊離の酸濃
度は１０％が望ましいと言える。また、用いる還元剤は
キリコ、ダライコ、還元鉄等のスクラップ鉄、転炉ＯＧ
ダスト等安価でかつ多量に集荷できるものが望ましい。

【００２２】上記本発明の製造法は鉄鉱石の硫酸処理の
第１工程と加水分解、還元反応の第２工程とを同時に行
ってもよい。例えば、予めよく混合した鉄鉱石と還元用
鉄粉を硫酸中に加え、撹拌しながら１２０℃、６０分保
つ。この場合は鉄鉱石と硫酸の反応物であるＦｅＨ（Ｓ
Ｏ₄）₂・４Ｈ₂Ｏと還元用鉄粉が高分散しているので、
加水分解後の還元反応効率がよい。具体的な数値で示す
と、たとえば鉄鉱石５０ｇ、硫酸１１０ｇ、還元用鉄粉
１５ｇ、水４３０ｇを用いて、第１工程と第２工程を別
々に行った場合、鉄鉱石中の鉄の溶解率は８５％、３価
の鉄の２価の鉄への転換収率９５％であったが、硫酸処
理の第１工程、加水分解、還元反応の第２工程を同時処
理したものは同様にして９５％および９１〜９６％であ
った。

【００２３】すなわち、別々に行った場合はＦｅＨ（Ｓ
Ｏ₄）₂・４Ｈ₂Ｏの加水分解の時、逆反応によりＦｅ₂Ｏ
₃を生じやすいが、同時処理の場合は高分散化した還元
用鉄粉が加水分解反応および還元反応の同時進行に効果
的であることがわかった。

【００２４】第３工程の特徴は５０℃〜１００℃の高温
域で晶析、分離である。特に、第１図に示す破線Ｂより
右側ゾーンであればＦｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏの取得が可能であ
り、最大の利点としては高品質で固液分離性の良いＦｅ
ＳＯ₄・Ｈ₂Ｏが得られることであって、母液の分離が良
く、分離後の粗硫酸第１鉄１水塩中の遊離の酸の除去
が、簡単なスプレー洗滌などで行えることである。たと
えば晶析液（ＦｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏ ２３．７％、遊離の酸
濃度１０％）を８０℃で遊離の酸濃度１７．９％まで蒸
発晶析した後、２，０００ｒｐｍ×５分間遠心分離し、
収率８６．１％でＦｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏを得た。この粗硫酸
第１鉄１水塩中には重量で９．１％の遊離の酸が含まれ
ていたが、粗硫酸第１鉄１水塩と等量の水でスプレー洗
滌することにより遊離の酸は０．９％まで低下した。一
方、常温での晶析、分離および通常の５〜１０℃の冷却
法では固液分離の負荷が増大する一方、洗滌を強化して
も最終硫酸鉄中の遊離の酸は３％以下にはならないこと
がわかった。

【００２５】以上、本発明は鉄鉱石を硫酸処理する第１
工程、加水分解、還元反応を行う第２工程、蒸発晶析、
分離を行う第３工程からなる製造法であって、鉄鉱石の
種類を問わないこと、しかも硫酸処理、加水分解、還元
反応において｛ＦｅＨ（ＳＯ₄）₂・４Ｈ₂Ｏ、Ｆｅ₂（Ｓ
Ｏ₄）₃・Ｈ₂ＳＯ₄・８Ｈ₂Ｏを経由することにより｝逆
反応を防止し、第1硫酸鉄を効率よく選択的に生成せし
めること、しかも第3工程の晶析を５０〜１００℃の高
温域で行うことによってあるから結晶成長がはやく、夾
雑物も包含されにくく、従って固液分離性も良くし分離
後の洗滌が容易であること等の従来の製造法にない利点
を有する。

【００２６】通常、鉄鉱石を原料とする場合、硫酸化合
物を生成する成分が多いほど製造コストは高くなるの
で、これらの含有率の低い鉄鉱石を選択することが必要
であり、加水分解、還元反応後の不溶解物、および晶析
後の濃縮母液をリサイクル使用する限り、アルミナ、Ｃ
ａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ₂等が蓄積してくるのは避けられ
ない。

【００２７】これに対して本発明はかかるリサイクル液
については重力沈降または遠心分離による比重差分離お
よび磁粒選鉱などにより鉄源の回収設備を設けることに
よって硫酸第１鉄１水塩が高収率で得られる特徴を有し
ている。

【００２８】本発明のプロセスを図２に従って具体的に
述べる。先ずニーダー槽１に１ｍｍ以下に粉砕した鉄鉱
石２、濃硫酸３および回収硫酸からなる７０重量％濃度
以上の硫酸、回収した鉄４を供給し、温度１０５〜１２
０℃でペースト化状になるまで混合を継続する。鉄鉱石
は通常、６０〜９０分でその構造が破壊され、５マイク
ロメートル程度の鱗片状格子の連鎖した集落物となり原
料鉄鉱石の形骸を残した灰白色状ペーストとなる。鉄鉱
石中のＦｅ₂Ｏ₃はＦｅＨ（ＳＯ₄）₂・４Ｈ₂Ｏ、ＦｅＯ
はＦｅＳＯ₄に変わる。

【００２９】次いで内容物を加水分解槽５移送し回収硫
酸および水６を投入してＦｅＳＯ₄濃度をほぼ２０重量
％、遊離の酸濃度をほぼ１０重量％、温度６０〜８０℃
で１５〜６０分撹拌するとするとＦｅＨ（ＳＯ₄）₂・４
Ｈ₂Ｏは加水分解されＦｅ₂（ＳＯ₄）₃・Ｈ₂ＳＯ₄・８Ｈ
₂Ｏになる。

【００３０】次に溶解液を還元槽７に移し、６０〜８０
℃で還元剤８を加え硫酸第１鉄溶液を得る。不溶解物を
含むスラリー９は分離機または沈殿槽１０にかけ、不溶
解物１２と分ける。得られた分離液と還元終了後の上澄
液と合わせて晶析原液１１とし、例えば多重効用の蒸発
晶析缶より構成される１段目蒸発晶析缶１３へ送入す
る。１段目蒸発晶析缶１３では缶内を８０℃に保ち硫酸
濃度を液濃度基準でほぼ３０重量％まで濃縮した後、２
段目蒸発晶析缶１９へ移送し、６５℃に保ち硫酸濃度を
液濃度基準でほぼ５０重量％まで濃縮する。晶出したＦ
ｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏスラリー１４を分離機１５にかけ、含酸
ＦｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏを水１６で洗滌して１％以下の遊離の
酸を含むＦｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏ１７を得る。

【００３１】晶析物は高温での晶析であるため平均径
０．３マイクロメートルの多結晶が凝集成長した５０〜
１５０マイクロメートルの２次粒子となって、固液分離
性に優れ、しかも夾雑物を含まぬ良品質の１水塩とな
る。１段蒸発晶析缶１３および２段蒸発晶析缶１９での
濃縮は蒸発負荷を軽減するため、硫酸を添加するなどの
溶解度を下げる方法を併用すればさらに有効である。晶
析物を取り除いた分離液２１は濃度調整後ニーダー槽１
に循環し、再び溶解に供する。ただし、安定した硫酸第
１鉄１水塩の品質を維持するため循環ライン２２などよ
り必要に応じ１部または全量を抜き出して、処理槽２３
で比重差分離または磁気分離を行って鉄分２４とシリカ
等を主成分とする夾雑物２５の分別を行い、回収した鉄
分２４はニーダー槽１に循環する。

【００３２】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、こ
れらの例に限定されるものではない。また、原料、生成
物の解析に用いた機器は以下の通りである。 粒度分布測定：セイシン企業製ＬＭＳ−２４型マイクロ
ンサイザー 走査型電子顕微鏡：日立製作所製Ｓ−９００およびＳ−
２７００ Ｘ線回折：ＲＩＧＡＫＵ社製ＲＩＮＴ−２０００組成分
析：セイコー電子工業製ＳＰＳ１２００ＶＲ型によるＩ
ＣＰ発光法およびＤｕ Ｐｏｎｔ社製９０２Ｈ型水分計

【００３３】実施例１ 下記第１表に示すインド産鉱石５１．２ｇ、濃硫酸１２
３ｇを加えて撹拌しながら１２０℃に維持すると、緻密
構造の鉄鉱石は次第に形態を変え、図３、ａ，ｂの走査
型電子顕微鏡写真に示すように、構造組み替えをしなが
らポーラスで網目状の中間品へ進行した。６０分間保
ち、ＦｅＨ（ＳＯ₄）₂・４Ｈ₂ＯおよびＦｅＳＯ₄・Ｈ₂
Ｏを主成分とするペーストを得た。次いで加水分解する
ため回収水、水を３７０ｇおよび回収硫酸４４ｇを加え
６０〜８０℃、１５〜３０分保ちＦｅＨ（ＳＯ₄）₂・４
Ｈ₂ＯをＦｅ₂（ＳＯ₄）₃・Ｈ₂ＳＯ₄・８Ｈ₂Ｏとした。
次に還元剤として鉄粉１６ｇを６０分かけて少量ずつ加
え、３価の鉄を２価の鉄に還元した。この液より不溶解
物を分離したものを晶析用母液をとし、６５℃に保ち遊
離の酸濃度１８．４％まで蒸発晶析を行い、晶析物を遠
心分離することによって１２３．２ｇのＦｅＳＯ₄・Ｈ₂
Ｏを得た。これをほぼ等重量の水を用いスプレーして洗
滌し、同伴する遊離の酸の除去を行った。 ◇

【表１】

【００３４】本製造法による各工程の収率は下記の通り
である。 （溶解、還元工程） 還元設定効率：７８．０％ 晶析母液２価鉄収率：９０．０％ 不溶解率：７．６％ （晶析工程） ＦｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏ取得率：９０．８％ 不明ロス：０％ （洗浄工程） ＦｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏ取得率：９６．３％ 遊離の酸含有率：０．９２％

【００３５】洗滌、乾燥後の生成物はＸ線回折の結果、
全て１水塩でありしかも結晶子サイズは５４．２ナノメ
ートルであった。また走査型電子顕微鏡観察を写真２に
示すが、１次粒子は１５０ナノメートル程度であり、２
次粒子は多結晶体の凝集成長したものと考えられ、粒度
分布測定の結果、５０％平均粒径は１２１マイクロメー
トルであった。組成分析についてはＦｅ：３２．５３
％、ＳＯ₄：５５．９１％、結晶水：１０．４８％、遊
離の酸：０．９２％、付着水：０．１５％であった。

【００３６】実施例２ インド産鉱石４０．０ｇ、濃硫酸１０４ｇ、回収水、水
を３８７ｇおよび回収硫酸４６ｇ、還元剤として鉄粉２
３ｇを用いること以外、実施例１と同様に行った。晶析
液は遊離の酸濃度２１．１％まで蒸発晶析を行い、１２
２．４ｇのＦｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏを得た。 （溶解、還元工程） 還元設定効率：４３％ 晶析母液２価鉄収率：９０．７％ 不溶解率：６．２％（晶析工程） ＦｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏ取得率：８９．５％ 不明ロス：３．１％ （洗浄工程） ＦｅＳＯ₄・Ｈ₂Ｏ取得率：９２．５％ 遊離の酸含有率：０．９０％

【００３７】洗滌、乾燥後の生成物はＸ線回折の結果、
全て1水塩であり結晶子サイズは５７．７ナノメートル
であった。また走査型電子顕微鏡観察結果は１次粒子は
１５０ナノメートル程度であり、２次粒子は多結晶体の
凝集成長したものと考えられ、粒度分布測定の結果、５
０％平均粒径は８８マイクロメートルであった。

【００３８】比較例 西オーストラリア産イルメナイト鉱石を硫酸溶解した液
から酸化チタンを製造する際、５〜１０℃まて冷却晶析
して得られたスラリーを遠心分離、洗滌し乾燥して硫酸
鉄の７水塩を得た。次いで、１１０〜１５０℃で流動乾
燥し１水塩を得た。１水塩の組成分析はＦｅ：３１．６
９％、ＳＯ₄：５５．３４％、結晶水：１０．４４％、
Ｍｎ：１．１４％、Ｔｉ：０．０８％、遊離の酸：１．
０６％、付着水：０．２５％であった。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した本発明の効果を列記すると
下記のとおりである。 （１）反応経路の適正化により、鉄鉱石の完結溶解、加
水分解、還元および晶析が標準化され、硫酸第１鉄１水
塩が効率的にかつ大量に製造できる。 （２）晶析はブライン冷却が不要、低圧スチームを用い
る蒸発濃縮である。 （３）微粒１次粒子の凝集体であるため固液分離性がよ
く、しかも乾燥は付着水の除去でよく高品質な硫酸第１
鉄１水塩である。 （４）従って設備費、設備関連固定費、比例費の大巾な
低減ができるので製造コストが安い。

【図面の簡単な説明】

【図１】硫酸鉄の溶解度曲線（水和物形態ー温度ー硫酸
濃度）の関係を示したグラフ。

【図２】本発明の硫酸鉄製造工程を示した系統図。

【図３】ａは実施例１の鉄鉱石硫酸処理中間品の走査型
電顕写真。ｂは該中間品の拡大走査型電顕写真。

【図４】本発明の製造法による硫酸鉄の走査型電顕写
真。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄鉱石を濃度が７０重量％以上で、かつ
   鉄鉱石あたり重量比で４以下の硫酸と１４０℃以下の温
   度で処理して鉱石中のＦｅ₂Ｏ₃をＦｅＨ（ＳＯ₄）₂・４
   Ｈ₂Ｏとする第１工程、次いでこれを加水分解してＦｅ₂
   （ＳＯ₄）₃・Ｈ₂ＳＯ₄・８Ｈ₂Ｏとした後、金属鉄で還
   元処理しＦｅＳＯ₄とする第２工程、蒸発晶析する第３
   工程からなることを特徴とする硫酸第１鉄１水塩の製造
   方法。