硫酸亚铁_硫酸亚铁简介

硫酸亚铁_硫酸亚铁简介

     以工业废弃物硫酸亚铁为原料，加入碳酸氢铵和氯化钾，通过一系列化学反应和过滤、蒸发、煅烧等步骤，可制得硫酸钾、氯化铵、氧化铁红和液态二氧化碳。原料中各主要成分的利用率均达94%以上。“建业净水”

    硫酸亚铁通常带有7个结晶水，分子式为FeSO₄^.7H₂O，又称绿矾。其主要来源有二种：
　　(1)钛白生产中的副产物。用硫酸法生产钛白时，每制1t钛白粉副产4.5～5.0t绿矾。全国每年约副产75万t绿矾。除少量用于生产氧化铁红、饲料添加剂、水处理剂外，绝大部分作为废料弃去。
　　(2)从钢铁浸洗液中回收。钢材加工时常常需要用硫酸浸洗，我国每年可从浸洗液中回收绿矾约15万t，绝大部分未利用。
　　大量利用硫酸亚铁的方法有二种：一是按一定比例混入硫铁矿中用于制硫酸^［1］；二是用于制硫酸钾。由于硫酸钾属优质无氯肥料，需求量较大，因此是更有发展前途的利用方法。自70年代以来，发表了不少有关用硫酸亚铁制硫酸钾的专利文献^［2～6］，但迄今为止尚未见工业化的报道。
　　本研究以绿矾、碳酸氢铵和氯化钾为原料制备硫酸钾，同时副产氯化铵、氧化铁红和液态二氧化碳。这种方法使原料得到综合利用，既可解决绿矾的污染问题，又可产生较好的经济效益。据文献检索，至今尚未发现有类似的工艺。

　　绿矾的综合利用主要根据以下3个反应：

　　(1)

　　(2)

　　(3)

　　由于FeCO₃的溶度积很小(K_sp=3.2×10^-11)，因此反应(1)可视为不可逆反应。该反应包括气液固三相传质过程，CO₂气体的逸出造成液固表面滞流膜的不断更新，使传质阻力大大减小，FeSO₄和NH₄HCO₃的溶解速度和反应速率增大，所以FeCO₃生成速率很大，生成的固体粒子粒径很小。反应释放的CO₂气体纯度高，可用于制液体CO₂，也可用NaOH或KOH溶液吸收制食用小苏打或碳酸钾产品。
　　反应(2)为可逆反应，K₂SO₄产率由K⁺，NH⁺₄‖Cl^-，SO^2-₄——H₂O四元体系溶解度图所决定。在20～40℃的温度范围内，K₂SO₄的最大产率为80%左右^［7］，实际产率仅60%～70%。本研究采用添加有机溶剂降低K₂SO₄在上述体系中溶解度的方法，使K₂SO₄的实际产率提高到85%以上。
　　FeCO₃氧化为Fe₂O₃^.2H₂O的反应为不可逆反应，也属气液固三相反应。常温下反应速度较慢，温度提高反应速度加快。但反应速度过快，易造成氧化不完全，有少量Fe₃O₄生成，影响氧化铁红颜色。

　　根据反应原理拟定的绿矾综合利用工艺流程如图1所示。该工艺由5部分组成：