[發明專利]一種制備氧化鐵紅聯產硫酸的方法

有效

• 申請號: 201310554841.2
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103539208A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 楊林;蔣兵;陳曉東;楊秀山;王辛龍;孔行健;張志業
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C01G49/06
• 分類號: C01G49/06;C01B17/50;C01B17/69
• 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

本發明涉及一種兩段法硫磺還原分解鐵的硫酸鹽制氧化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

氧化鐵紅是一種重要的化工原料，它被廣泛地應用于涂料、建材、電子、陶瓷、紡織、造紙、油墨等行業。目前，氧化鐵紅的生產方法可以分為干法和濕法兩大類，如綠礬鍛燒法、鐵黃、鐵黑鍛燒法、硫酸鹽、硝酸鹽濕法和混酸法等正廣泛地應用于生產。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。

硫鐵礦燒渣、鐵礦浸洗液、鈦白廢渣等產生大量的硫酸亞鐵工業廢渣，其產量大，消耗少，主要采用筑壩堆放，既占用土地，又造成環境污染；有的當成低品味的工業原料出售，產品價值低，利潤少。

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，本發明提供一種氧化鐵紅聯產硫酸的制備方法。

本發明的技術方案：

本發明提供一種制備氧化鐵紅聯產硫酸的方法，包括如下步驟：

a將鐵的硫酸鹽或鐵氧化物于溫度300～700℃中，通入氣態硫磺，反應20～120min，制得二硫化亞鐵和二氧化硫氣體，

b將步驟a所得的二硫化亞鐵與鐵的硫酸鹽按摩爾比0.1～3：1混合，于溫度300～800℃下焙燒30～150min，得到氧化鐵紅和二氧化硫；

c步驟a和步驟b所得的二氧化硫氣體用于制備硫酸。

所述步驟a和步驟b中的鐵的硫酸鐵鹽為硫酸鐵、硫酸高鐵中的至少一種。

所述步驟a中的鐵氧化物為三氧化二鐵、四氧化三鐵（Fe₃O₄）或氧化亞鐵(FeO)中的至少一種。

所述步驟a中鐵的硫酸鹽或鐵氧化物的含水量≤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50～300℃下干燥10～120min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≥15%，混合氣體的氣速標況下是100ml/min。

更優選的，所述氣態硫磺與混合氣體的體積比為15～85%。

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。

優選的，所述步驟b中通入氧化性低于鐵的硫酸鹽氧化性的氣體。

所述氧化性低于鐵的硫酸鹽氧化性的氣體為氮氣、一氧化碳、二氧化碳或二氧化硫中的至少一種。

本發明的有益效果：

1、能解決鈦白廢渣綠礬、鐵礦浸洗液和硫鐵礦燒渣等環境污染，實現了資源的回收循環利用。

2、于本發明采用的是兩段法還原分解硫酸鐵，明顯的提高了操作彈性，而且第二工段中的尾氣為第一工段的反應提供熱量，其節能效果明顯。

3、由于本發明a步驟是氣固反應，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a步驟原料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，可達到10vol%左右(≥9.5%)。

5、本發明工藝簡單，生產周期短，易于控制，產物純度高(大于90wt%)。

具體實施方式

本發明提供一種制備鐵紅聯產硫酸的方法，包括如下步驟：

a將鐵的硫酸鹽或鐵氧化物于溫度300～700℃中，通入氣態硫磺，反應20～120min，制得二硫化亞鐵和二氧化硫氣體；該步驟中，若溫度過低反應則難以進行，溫度過高能耗高并且二硫化亞鐵在較高溫度下容易分解；反應時間過短原料轉化率會較低，反應時間過長的話能耗也高；