制備硫酸鐵的高聚物除了以硫酸亞鐵作為原料外,還可以用硫鐵礦進(jìn)行制取。它的生產(chǎn)工藝與硫酸亞鐵氧化法有所不同。
硫鐵礦礦灰生產(chǎn)聚合硫酸鐵
硫鐵礦生產(chǎn)完硫酸后所殘留下來的礦灰含有大量的三價鐵離子,以這種礦灰燒渣代替硫酸亞鐵作為生產(chǎn)原料生成Fe2(SO,)3和FeSO4的溶液,再投加氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng)生成Fe2(SO4)3產(chǎn)品,經(jīng)由水解和繼續(xù)氧化、聚合等反應(yīng)生成聚合硫酸鐵液體產(chǎn)品。具體步驟如下:
1、在反應(yīng)釜中加入一定比例的硫鐵礦灰、水和硫酸進(jìn)行攪拌混合生成Fe2(SO,)3和FeSO4的溶液。這種酸溶反應(yīng)溫度需控制在100~120℃,約1~1.5小時能完全反應(yīng)。此時可通過投加水來調(diào)節(jié)其總鐵濃度。
2、將上述反應(yīng)后產(chǎn)物降溫至60℃左右,投加氧化劑進(jìn)行氧化反應(yīng),同時進(jìn)行聚合反應(yīng),反應(yīng)時間約1小時,溫度在60℃左右,同時不斷攪拌完成反應(yīng),生成液體聚合硫酸鐵。
3、這種初步生成的液體聚合硫酸鐵會殘留一些殘渣,需要進(jìn)行過濾處理再進(jìn)入成品槽中。
這種方法使硫鐵礦灰得到再利用,能很好地節(jié)省資源浪費,但是它的操作比較復(fù)雜。因此,人們更多運用同為產(chǎn)物廢料的硫酸亞鐵作為生產(chǎn)原料。
聚合硫酸鐵生產(chǎn)產(chǎn)品性能
在生產(chǎn)制備時,首先要將硫鐵礦進(jìn)行粉碎,接著對粉碎后的硫鐵礦進(jìn)行高溫空氣氧化處理,使之生成二氧化礦和礦灰。4FeS2+11O2→8SO2+2Fe2O3。二氧化礦是一種有毒氣體,需要進(jìn)行收集處理,而此時剩下的礦灰不僅含有大量的2Fe2O3還含有二氧化硅和鈣鎂鹽等雜質(zhì),會降低其利用率,需要進(jìn)行進(jìn)一步提取,或直接按110%的比例投加35%~45%濃度的硫酸,在105-110℃的溫度下進(jìn)行混合反應(yīng),使硫酸消耗完或是消耗90%。此時可進(jìn)行固液分離過濾處理,再將濾液稀釋至40%~45%,則可獲得聚合硫酸鐵液體產(chǎn)物。
這種硫鐵礦所制取的液體聚合硫酸鐵穩(wěn)定性好,不過它所生產(chǎn)出來的固體產(chǎn)品不溶物比較高,投加后會使污泥量增加,也因此,這種方法已經(jīng)很少被應(yīng)用到。現(xiàn)在一般采用利用雙氧水制取聚合硫酸鐵,以硫酸亞鐵為原料進(jìn)行生產(chǎn)。這種硫酸亞鐵制取法具有工藝簡單、不會產(chǎn)生二氧化硫等不良產(chǎn)物造成環(huán)境污染,是一種高效、環(huán)保、安全的生產(chǎn)方式。
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