[發(fā)明專利]一種高效脫除溶液中鐵的方法

有效

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• 申請日: 2013-06-21
• 公開（公告）號: CN103352122A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國燕
• 申請（專利權(quán)）人: 劉國燕
• 主分類號: C22B3/44
• 分類號: C22B3/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高效脫除溶液中鐵的方法，特別是一種自平衡氧化還原催化針鐵礦法。

背景技術(shù)

從含鐵溶液中脫除鐵的問題普遍存在于冶金、化工、材料等行業(yè)，以達(dá)到凈化溶液的目的。所謂溶液中脫除鐵，即使溶液中的鐵(Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺)生成難溶鹽或氧化物，然后通過固液分離將鐵分離，進(jìn)而使溶液得到凈化的過程。以有色金屬提取為例，有色金屬礦通常與鐵的化合物伴生，在浸出或提取過程中，鐵不可避免地進(jìn)入浸出液或提取液，而為了獲得高質(zhì)量的金屬產(chǎn)品和良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，必須首先將浸出液或提取液中的鐵脫除，除盡度越高越好。

目前，從含鐵溶液中脫除鐵的方法，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的是黃鉀(或鈉，銨)鐵礬法。其次還有針鐵礦法和氧化鐵法。黃鉀(或鈉，銨)鐵礬法成熟應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，技術(shù)成熟。其缺點(diǎn)是成本較高，鐵礬渣含鐵較低，渣量大，分離出的鐵礬渣基本是工業(yè)固廢，不能綜合利用。而傳統(tǒng)的針鐵礦法，即使溶液中的鐵生成自然界鐵礦——針鐵礦(FeOOH或Fe₂O₃.H₂O)沉淀，進(jìn)而脫除溶液中的鐵，該方法雖然鐵渣含鐵較高，鐵渣可實(shí)現(xiàn)綜合利用，但生成的條件比較苛刻，生產(chǎn)操作難于控制，雖然理論研究很多，但應(yīng)用不廣。尤其是在硫酸鹽體系中，為使鐵以針鐵礦的狀態(tài)析出，必須嚴(yán)格控制操作條件，尤其是必須控制溶液中的三價(jià)鐵(Fe³⁺)濃度不大于1g/L。避免生成膠體的草黃鐵礬、氫氧化鐵，使脫除鐵過程無法繼續(xù)進(jìn)行。同時(shí)要避免黃鉀(或鈉，銨)鐵礬的生成。反應(yīng)溫度應(yīng)大于90℃。傳統(tǒng)的針鐵礦法脫除溶液中的鐵，除鐵過程較長，效率低，能耗和綜合成本均較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種工藝過程簡單、穩(wěn)定可靠，成本低，反應(yīng)速度快，效率高，除鐵后的溶液含鐵濃度低，析出的針鐵礦粒度易于控制的除鐵方法。即自平衡氧化還原催化針鐵礦法。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種高效脫除溶液中鐵的方法，包括將待除鐵溶液加入專門設(shè)計(jì)的反應(yīng)槽，控制反應(yīng)槽溫度在45℃至98℃之間，根據(jù)待除鐵溶液的性質(zhì)加入滿足自平衡催化反應(yīng)體系條件的氧化劑、還原劑和調(diào)節(jié)劑，建立自平衡催化反應(yīng)體系，同時(shí)鼓入空氣或富氧空氣或氧氣，在機(jī)械攪拌條件下，促使待除鐵溶液中的鐵迅速生成針鐵礦，直至將待除鐵溶液中的鐵脫除完畢。

進(jìn)一步的，在所述自平衡催化反應(yīng)體系內(nèi)，加入的反應(yīng)物之間的化學(xué)反應(yīng)同加入的反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物之間的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)的反應(yīng)平衡，進(jìn)而使反應(yīng)體系內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)過程不斷向著反應(yīng)產(chǎn)物方向進(jìn)行，直至反應(yīng)終點(diǎn)。

優(yōu)選的，所述氧化劑的實(shí)際加入量為將待除鐵溶液中的二價(jià)鐵(Fe²⁺)全部氧化為三價(jià)鐵(Fe³⁺)所需氧化劑理論計(jì)算值的0～2.5倍，所述還原劑的實(shí)際加入量為將待除鐵溶液中的三價(jià)鐵(Fe³⁺)全部還原為二價(jià)鐵(Fe²⁺)所需還原劑理論計(jì)算值的0～2.5倍，所述調(diào)節(jié)劑的加入量為待除鐵溶液中含鐵總量的0.2～2.5倍。

優(yōu)選的，所述氧化劑、還原劑和調(diào)節(jié)劑可以是固體、液體或氣體，加入方式可以是一次性加入，也可以是間斷式加入或連續(xù)加入。

優(yōu)選的，所述待除鐵溶液的PH值在0.5至6.5之間。

優(yōu)選的，所述氧化劑的選擇條件是在反應(yīng)體系的特定條件下其氧化電位足以將待除鐵溶液中的二價(jià)鐵(Fe²⁺)氧化為三價(jià)鐵(Fe³⁺)，所述氧化劑的加入可以是一種、二種或二種以上。

優(yōu)選的，所述還原劑的選擇條件是在反應(yīng)體系的特定條件下其還原電位足以將待除鐵溶液中的三價(jià)鐵(Fe³⁺)還原為二價(jià)鐵(Fe²⁺)，所述還原劑的加入可以是一種、二種或二種以上。

優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)劑的選擇條件是在反應(yīng)體系的特定條件下能夠調(diào)節(jié)反應(yīng)體系內(nèi)各化學(xué)反應(yīng)的平衡，使之滿足針鐵礦的生成條件，所述調(diào)節(jié)劑的加入可以是一種、二種或二種以上。

優(yōu)選的，所述氧化劑可以是空氣、氧氣、氯酸鈉或雙氧水，所述還原劑可以是銅粉、鐵粉、錳粉或氯化亞銅。

優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)劑具有與酸或堿的反應(yīng)活性，可以是金屬銅、金屬鋅、金屬錳、金屬鈷、金屬鐵、氧化銅、氧化鋅、氧化鐵、三氧化二鐵、碳酸鈉、五氧化二磷、二氧化硫中的任意一種，也可以是這些物質(zhì)中的任意二種或二種以上的混合物。