[發明專利]硫磺還原分解鐵的硫酸鹽制備氧化鐵紅聯產硫酸的方法

有效

• 申請號: 201310554737.3
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103553143A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 張志業;程文龍;楊林;陳曉東;王辛龍;楊秀山;孔行健
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C01G49/06
• 分類號: C01G49/06;C01B17/50
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 武森濤;柯海軍

技術領域

本發明涉及一種硫磺還原分解鐵的硫酸鹽直接制備鐵紅聯產硫酸的方法，屬于無機化合物制備方法領域。

背景技術

氧化鐵紅是一種紅色顏料，成分為三氧化二鐵，具有很高的遮蓋力和著色力，有優越的耐光、耐高溫性能、耐堿性，被廣泛用于橡膠、油漆、人造大理石的著色劑，以及陶瓷、造紙、油墨和美術顏料等。中國是氧化鐵紅生產大國,氧化鐵紅產量的2/3是用于出口的。目前氧化鐵紅生產主要是以氧化鐵皮為原料，但由于原材料的漲價致使成本較高，并且近年來，隨著國家對環境保護的越來越重視，對企業的環保要求也越來越高，使企業難以擴大生產規模，造成氧化鐵紅市場緊張，因此亟待開發一種成本低，環保的生產新工藝。

夏新蕊等研究了利用鈦白廢渣硫酸亞鐵干法制備氧化鐵紅顏料，將硫酸亞鐵在500℃下煅燒成硫酸鐵，再將硫酸鐵在800℃下煅燒，制成氧化鐵紅，由于色澤較差增加了包膜處理。此法耗時長，煅燒硫酸鐵生成大量SO₃，對設備要求高。公開號為CN102431976A的中國專利公開了一種通過鈦白廢渣濕法制備顏料及氧化鐵紅的方法，通過硫酸亞鐵除雜，制得硫酸亞鐵溶液，通過加入氨水制備鐵黑沉淀，在600～750℃煅燒制得氧化鐵紅，但副產硫酸銨廢液仍需進一步處理。公開號為CN102649588A的中國專利公開了一種用鈦白副產物硫酸亞鐵生產氧化鐵紅的方法，將含雜硫酸亞鐵通過凈化除雜，通過結晶制備純凈硫酸亞鐵，于800～900℃鍛燒1～4h制備氧化鐵紅，產品雜質含量少，鐵回收率高，但生產過程煅燒溫度高，生成的氣體含有大量SO₃，對設備腐蝕大。

發明內容

針對上述缺陷，本發明提供一種硫磺還原分解鐵的硫酸鹽直接制備鐵紅聯產硫酸的方法，具有操作簡單，工藝流程短，原料來源廣泛并且價格低廉等特點。

本發明的技術方案：

本發明提供一種硫磺還原分解鐵的硫酸鹽直接制備氧化鐵紅聯產硫酸的方法，包括如下步驟：

a將鐵的硫酸鹽于溫度400～800℃中，通入氣態硫磺，反應20～120min，制得氧化鐵紅和二氧化硫氣體；

b步驟a所得的二氧化硫氣體用于制備硫酸。

所述步驟a中的鐵的硫酸鐵鹽為硫酸亞鐵或硫酸高鐵中的至少一種。

所述步驟a中鐵的硫酸鹽的含水量≤15wt%。

優選的，所述步驟a中鐵的硫酸鹽或鐵氧化物控制其含水量≤15wt%的方法為：于90～400℃下干燥5～60min即可。

優選的，所述步驟a中還通入還原性小于氣態硫磺的氣體形成混合氣體，其中，氣態硫磺與混合氣體的體積比≤40%。

所述還原性小于氣態硫磺的氣體為氮氣、氣態硫、二氧化碳或二氧化硫中的至少一種。

本發明的有益效果：

1、由于本發明采用的是一段法還原分解鐵的硫酸鹽，操作簡單。

2、由于本發明采用的是氣態硫磺還原分解鐵的硫酸鹽，無論從理論反應發生溫度還是反應物之間的接觸面積來說，反應都更容易發生。本發明鐵的硫酸鹽的分解率一般可達到90%以上。

4、本發明分解產生的尾氣中SO₂濃度高，可直接用兩轉兩吸生產硫酸。

5、本發明工藝適合于大規模的生產，它具有工藝簡單，生產周期短，易于控制，便于推廣，產物純度高等特點。

具體實施方式

本發明提供一種硫磺還原分解鐵的硫酸鹽直接制備鐵紅聯產硫酸的方法，包括如下步驟：

a將鐵的硫酸鹽于溫度400～800℃中，通入氣態硫磺，反應20～120min，制得鐵紅和二氧化硫氣體；

b步驟a所得的二氧化硫氣體用于制備硫酸。

本發明a步驟中，限定上述溫度為400～800℃，反應時間為20～120min，主要因為時間短溫度低的話，轉化率低、反應速度慢；時間長、溫度高的話主要是能耗高，還有如果時間過長并一直保持有硫磺通入的話，產物很可能變成二硫化亞鐵。

所述步驟a中的鐵的硫酸鐵鹽為硫酸亞鐵或硫酸高鐵中的至少一種。

所述步驟a中鐵的硫酸鹽的含水量≤15wt%。

優選的，所述步驟a中鐵的硫酸鹽或鐵氧化物控制其含水量≤15wt%的方法為：于90～400℃下干燥5～60min即可。

優選的，所述步驟a中還通入還原性小于氣態硫磺的氣體形成混合氣體，其中，氣態硫磺與混合氣體的體積比≤40%；氣態硫磺是不能過量的，當混合氣體氣速是一定的，如果氣態硫磺體積份率過高的話，那么通入相同的硫磺量所用的時間就少，也就是反應時間就短，但短時間內反應時不能進行完全的。