[發明專利]溶液放電等離子體誘導鐵泥還原制備硫酸亞鐵的方法

無效

• 申請號: 201110052855.5
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102107911A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 劉永軍;孫冰;嚴志宇;朱小梅
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: C01G49/14
• 分類號: C01G49/14
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅

技術領域

本發明涉及一種硫酸亞鐵的制備方法，具體為利用工業廢棄鐵泥為原料和苯酚等有機物為還原劑通過溶液放電生產硫酸亞鐵的方法。

背景技術

硫酸亞鐵是重要的化工原料，廣泛用于水處理混凝劑，催化劑和飼料添加劑等。常規的硫酸亞鐵生產方法可由鐵屑與稀硫酸反應得到或由鈦鐵礦制取鈦白粉生產中副產物得到。

硫酸亞鐵在使用過程中，一般都直接或間接地轉化為鐵泥(飼料添加劑除外)。例如Fenton試劑是處理難降解有機廢水的有效方法^[1-2]。在酸性介質中，H₂O₂在硫酸亞鐵的作用下產生強氧化性的羥基自由基，將廢水中的有機污染物氧化分解。硫酸亞鐵在反應過程中變成三價鐵，反應結束后將介質調成堿性(一般用氫氧化鈣)，最終鐵以氫氧化鐵(鐵泥)沉淀的形式與水相分離。由于這些鐵泥中常夾雜有毒物質和硫酸鈣等雜質，回收困難，一般被丟棄。丟棄的鐵泥會使土壤結塊，pH改變，造成土壤污染。目前有關鐵泥回收利用的報道很少：曹瑞軍等人^[3]公開了一種利用酸催化和鐵粉還原鐵泥制備硫酸亞鐵和硫酸亞鐵銨的方法；李馬理等人^[4]研究了利用鐵粉還原鐵泥制備一水硫酸亞鐵的工藝。上述工藝的主要缺點是均利用鐵粉作還原劑。一方面現在鐵粉價格比較高，使生產成本增加；另一方面由于鐵粉的加入會使每生產一次后鐵總量增加三分之一，增加的硫酸亞鐵不能公司內部消化而只能賣往他處，由于規模等問題，造成運輸成本增加。

本發明的目的在于提出一種利用苯酚等有機物(或工業廢液)為還原劑還原鐵泥中三價鐵生產硫酸亞鐵的方法。過程中使用的還原劑為有機物而非鐵粉，這樣可使硫酸亞鐵在循環使用過程中不增加鐵的總量、同時還原劑廉價易得，可帶來良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]Neyens?E.，Baeyens?J.A?review?of?classic?Fenton’s?peroxidation?as?an?advanced?oxidation?technique，J.Hazard.Mater.2003，98：33-50

[2]Pignatello?J.J.，Oliveros?E.，Mackay?A.Advanced?oxidation?processes?for?organic?contaminant?destruction?based?on?the?Fenton?reaction?and?related?chemistry，Critical?Rev.Environ.Sci.Technol.2006，36：1-84

[3]曹瑞軍，梅冬，一種生產硫酸亞鐵及硫酸亞鐵銨的方法，CN?1138009A

[4]李馬理，余長艷，利用廢鐵泥制飼料級一水硫酸亞鐵的研究，湖南化工，1997，27：32-40

發明內容

本發明的目的在于針對傳統鐵泥回收工藝的不足，提出一種溶液放電等離子體誘導有機物還原鐵泥中三價鐵制備硫酸亞鐵的方法。本發明的目的通過如下方案來實現：

一種廢鐵泥溶液放電等離子體制備硫酸亞鐵的方法，包括以下步驟：

(1)向反應釜內加入鐵泥；在攪拌下緩慢加入濃度為1-5mol/L的硫酸至反應釜內溶液pH?1-4，使鐵泥溶解；

(2)向步驟(1)所得溶液中加入有機還原劑；

(3)將步驟(2)所得溶液轉移到含陰陽電極的溶液放電等離子體反應器中；接通電源，提高電壓到500-800V，電流5-20A，放電反應20-30分鐘；

(4)將步驟(3)反應器內溶液過濾，去除不溶雜質；所得濾液濃縮結晶，得到七水硫酸亞鐵或六水硫酸亞鐵銨；

步驟(1)所述鐵泥中氫氧化鐵含量為80wt.％～100wt.％；

步驟(2)所述有機還原劑為工業純苯酚、苯胺或硝基苯中的一種，或含有上述有機物的工業廢液；所述有機還原劑為工業純苯酚、苯胺或硝基苯時，其加入量為鐵泥質量的10％；所述有機還原劑為工業廢液時，廢液中有機物含量為1-3wt.％，工業廢液加入量以有機物計為鐵泥質量的10％(即所加入的工業廢液中苯酚、苯胺或硝基苯的質量為鐵泥質量的10％)；