[發明專利]一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法

在審

• 申請號: 201710324343.7
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107236963A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 張廷安;豆志河;劉燕;潘喜娟;呂國志;趙秋月;牛麗萍;傅大學;張偉光
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C25B1/02;C25B1/26
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 劉曉嵐

1.一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法，其特征在于，按照以下步驟進行：

步驟1：對氯化鐵水溶液進行電解，電解的工藝為：10℃≤溫度<100℃，電解的電壓≥2.2V；

步驟2：控制陽離子膜電解槽中陰極室電解液的pH值為8～12，使陽離子膜電解槽陰極室內直接生成氫氧化鐵；

步驟3：對陽離子膜電解槽的陰極室進行攪拌，陰極室電解液和氫氧化鐵定向流動，通過過濾裝置進行過濾，固液分離，得到氫氧化鐵和濾液，濾液循環返回至陰極室作為陰極室電解液；陽極室溶液連續抽出，經調節濃度后返回陽極室；收集陽極氣體獲得副產品氯氣，收集陰極氣體獲得副產品氫氣；

步驟4：將氫氧化鐵烘干，得到氫氧化鐵產品。

2.一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法，其特征在于，經過權利要求1所述的步驟1、步驟2、步驟3、步驟4后，再將得到的氫氧化鐵產品進行煅燒，制得氧化鐵產品，氧化鐵產品的純度≥95％。

3.如權利要求1或2所述的一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法，其特征在于，所述的步驟1中，所述的氯化鐵水溶液的質量濃度為任意濃度。

4.如權利要求1或2所述的一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法，其特征在于，所述的步驟1中，所述的電解溫度優選為20～90℃。

5.如權利要求1或2所述的一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法，其特征在于，所述的步驟1中，所述的電解在電解系統中進行，電解系統包括陽離子膜電解槽和過濾回收利用裝置；

所述的陽離子電解槽包括：槽體、陰極室、陽極室、陽離子交換膜、攪拌器、直流電源；

所述的過濾回收利用裝置包括過濾裝置、干燥箱、第一溶解槽、第一泵、第二溶解槽和第二泵；

其中，槽體內部設置有陽離子交換膜，陽離子交換膜將槽體分為陽極室和陰極室，其中，與直流電源的正極連接的為陽極室，與直流電源的負極連接的為陰極室，在陰極室內設置有攪拌器，所述的攪拌器通過電極驅動進行攪拌；

在陰極室的下方設置有過濾裝置，過濾裝置設置有固體出口和液體出口，過濾裝置的固體出口與干燥箱相連接，過濾裝置的液體出口與第二溶解槽相連接，第二溶解槽通過第二泵與陰極室相通；

在陽極室的下側設置開口與第一溶解槽相連接，第一溶解槽通過第一泵與陽極室相通。

6.如權利要求1或2所述的一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法，其特征在于，所述的步驟2中，陰極室電解液的pH值控制方法為控制直流電電流密度或加入緩釋劑進行調節，所述的緩釋劑為氨水。

7.如權利要求1或2所述的一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法，其特征在于，所述的步驟3中，所述的攪拌為機械攪拌或電磁攪拌。

8.如權利要求1或2所述的一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法，其特征在于，所述的步驟3中，所述的定向流動為連續流動或間歇流動，所述的間歇流動的時間間隔根據所用的過濾設備不同而定。

9.如權利要求1或2所述的一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法，其特征在于，所述的步驟3中，所述的濾液加入水調節至原濃度循環返回至陰極室作為陰極室電解液，陽極室電解液抽出后加入氯化鐵調整濃度至初始反應氯化鐵濃度后，返回至陽極室，實現氯化鐵的循環利用。

10.如權利要求1或2所述的一種氯化鐵電轉化直接制備氫氧化鐵或氧化鐵的方法，其特征在于，所述的步驟4中，所述的烘干，烘干條件為：真空20～80℃烘干。