[發明專利]一種聯產硫酸銨的無定形羥基氧化鐵的制備方法

有效

• 申請號: 201210356200.1
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN103663565A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 王立賢;劉振義;李新;邱新榮;白宏彬
• 申請（專利權）人: 北京三聚環保新材料股份有限公司
• 主分類號: C01G49/02
• 分類號: C01G49/02;C01C1/24
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

技術領域

本發明涉及一種無定形羥基氧化鐵的制備方法，屬于脫硫劑技術領域。

背景技術

在工業生產中，很多場合都會產生硫化物。諸如，在以煤或者石油作為原料制取化工產品的生產過程中，由于原料中含有較多的含硫物質，這部分含硫物質會在上述生產過程中發生反應而釋放出硫化氫，從而和后續生產工段中的催化劑活性物質反應，導致該活性物質中毒失活；此外，在普通工業生產排放的廢水或者廢氣中也會存在硫化氫等硫化物，如果直接排放會嚴重影響環境，甚至于造成人畜中毒。

目前，研究人員為了有效地減少上述硫化物對工業生產以及環境的破壞，對于脫硫劑的研發給予了足夠的重視。現有技術中的脫硫劑品種很多，以鐵系脫硫劑、錳系脫硫劑、固體堿/液體堿脫硫劑、活性炭脫硫劑或分子篩負載活性金屬脫硫劑為主。其中，鐵系脫硫劑中的羥基氧化鐵（FeOOH）脫硫劑因其具有良好的脫硫性能故而被廣泛使用。如中國專利文獻CN101767831A公開了一種含無定形羥基氧化鐵的物料的制備方法，包括如下步驟：（1）將固體可溶性亞鐵鹽和固體氫氧化物分別配成溶液待用；（2）將所述可溶性亞鐵鹽溶液和氫氧化物溶液混合使兩者反應，控制反應溫度不超過70℃；（3）將步驟（2）所得到的物料過濾，濾餅用水洗；（4）將步驟（3）中得到的濾餅配成懸浮液，通入含氧氣的氣體對所述懸浮液進行氧化，然后進行過濾、干燥，即得到含無定形羥基氧化鐵的物料。

上述技術中，制備無定形羥基氧化鐵過程中，可溶性亞鐵鹽溶液和氫氧化物溶液混合反應后，直接快速地生成大量的氫氧化亞鐵沉淀，而氫氧化亞鐵沉淀又極易被氧化，使得部分強氧化亞鐵氧化生成膠體狀的氫氧化鐵，因此經過濾后得到的氫氧化亞鐵濾餅中會存在較多的膠體狀的氫氧化鐵，在后續的氧化過程中，膠體狀氫氧化鐵會導致氫氧化亞鐵的氧化速率減慢，使得無定形羥基氧化鐵的制備時間加長，且膠體狀氫氧化鐵的存在還會降低無定形羥基氧化鐵的產率和純度。

如何避免氫氧化亞鐵沉淀被氧化為膠體氫氧化鐵是解決無定形羥基氧化鐵制備時間過長的關鍵。中國專利文獻CN1944273A公開了一種可以避免氫氧化亞鐵沉淀被氧化為膠體氫氧化鐵的水和鐵的制備方法，其包括如下幾個步驟：（1）將硫酸亞鐵飽和溶液與碳酸鹽飽和溶液在反應罐內混合，攪拌均勻進行反應，控制反應pH值為8~9，生成碳酸亞鐵沉淀和硫酸鹽溶液；（2）在反應罐內通入空氣進行氧化、靜置2~3小時；（3）加水水洗2~3次；（4）過濾；（5）將過濾后的物料烘干即得水合鐵。

上述技術中，?在制備水合鐵過程中，選擇硫酸亞鐵飽和溶液與碳酸鹽飽和溶液反應，生成碳酸亞鐵沉淀，碳酸亞鐵被水解得到氫氧化亞鐵，而水解得到的氫氧化亞鐵被碳酸亞鐵包覆，避免了氫氧化亞鐵被進一步氧化為膠體氫氧化鐵，這樣也避免了后續氫氧化亞鐵氧化為水合鐵時氧化速度慢的問題。但是上述技術中，碳酸亞鐵在水解過程中，還會產生大量的二氧化碳泡沫，而生成的二氧化碳泡沫一方面容易與溶液中飽和的碳酸鹽反應生成碳酸氫鹽沉淀，這樣既容易造成碳酸鹽原料浪費，又容易引入新的沉淀雜質；另一方面，生成的二氧化碳泡沫還會侵占一部分反應容器的體積，這樣也會使反應容器的利用效率降低，導致同一反應容器內水合鐵的產量降低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是解決現有技術中無定形羥基氧化鐵制備過程中會產生大量的二氧化碳泡沫，即侵占反應容器體積，又易引入新的雜質，進而提供一種即可有效解決二氧化碳泡沫問題，又能夠聯產硫酸銨的無定形羥基氧化鐵的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種聯產硫酸銨的無定形羥基氧化鐵的制備方法，包括如下步驟：?

（1）將碳酸氫銨或碳酸銨加入硫酸亞鐵溶液中，混合均勻進行反應，反應時控制反應溫度為20~50℃，并以噴淋方式向反應溶液中加入氨水，控制反應過程中溶液pH值為6~8，控制反應終點溶液的pH值為7~8；

（2）向所述步驟（1）反應完成后的溶液中通入含氧氣體進行氧化反應，氧化完成后，過濾，得到濾餅和濾液，所述濾液即為生產硫酸銨的原液，所述濾餅經干燥后得到含無定形羥基氧化鐵的物料；

或者，對所述步驟（1）反應完成后的溶液先進行過濾，得到濾餅和濾液，其中，所述濾液即為生產硫酸銨的原液，所述濾餅經含氧氣體氧化后，再經干燥得到含無定形羥基氧化鐵的物料。

所述碳酸氫銨為固體碳酸氫銨，所述碳酸銨為固體碳酸銨。

所述氨水濃度為15~28wt%。

所述硫酸亞鐵溶液的濃度為15~26wt%。

所述碳酸氫銨或所述碳酸銨與所述硫酸亞鐵添加量摩爾比為（2~4）：1。