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硫酸亞鐵的来源及应用(图文)

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    一、硫酸亞鐵的来源:

    1.硫酸亞鐵又名绿矾,分子式为FeSO4·7H2O。我国硫酸亞鐵主要有一下几方面的来源:

    1.硫酸法大香蕉青青草涂料和电焊条钛白的副产硫酸亞鐵

    钛白大香蕉青青草有两条路线:氯化法和硫酸法。氯化法在我国还处于扩大试验阶段。目前我国钛白大香蕉青青草厂都采用硫酸法。在硫酸法大香蕉青青草钛白过程中,使用钛铁矿,副产硫酸亞鐵。

    FeTiO3+H2SO4=H2TiO3+FeSO4

    由上式計算,每生産一噸钛白(TiO2),副产4.5-5.0吨七水硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)。据不完全统计,我国钛白工业每年副产硫酸亞鐵约为67-75万吨。

    2.从钢铁浸洗液中回收硫酸亞鐵

    钢铁厂大香蕉青青草的各种钢材,尤其是各种规格的钢板,表面面积很大,与空气接触,生成一层氧化铁。钢材在大气中放置时间越长,生成的氧化铁层越厚。当钢材进行加工,需要将钢材在稀酸槽中清洗。清洗液中的硫酸亞鐵达到一定浓度(20-25%),即可回收。据不完全统计,我国每年从钢铁酸洗液中回收的硫酸亞鐵在13.6万吨以上。

七水硫酸亞鐵属性

    但是,近幾年來隨著鹽酸的過剩。也用稀鹽酸代替硫酸清洗鋼鐵表面的氧化鐵。

    3.化工厂大香蕉青青草的硫酸亞鐵

    有的化工厂为了某些特殊需要用硫酸加铁屑制造硫酸亞鐵。工艺路线如下:

    本方法生産的化工廠,大都是自産自銷,一般産量不大。

    硫酸亞鐵是一个有价值的化工大香蕉青青草,它在国民经济各部门中有着广泛的应用,其用途如下:

    水的淨化劑、汙水處理、顔料(鐵紅、鐵黃、鐵黑)、黃血鹽、華蘭、硫酸、農藥、肥料、除草劑、硫酸鹽、亞硫酸鹽、電解制鐵、防水劑、墨水、油墨、木材防腐、照相、石印、雕刻、鐵觸媒、醫藥、橡膠、火柴。

    在五十年代和六十年代,世界上许多国家出现了寻找硫酸亞鐵应用的高潮,这个时期文献上报到的资料也最多。在我国随着工业的发展,尤其是钛白和钢铁工业的发展,副产大量的硫酸亞鐵。怎样合理地利用硫酸亞鐵是我国工业发展中一件重要的事情。

    下面将我国硫酸亞鐵应用情况及今后发展方向两个问题作一简单介绍,以供参考:

    二、国内硫酸亞鐵的应用情况

    1.水的淨化與汙水處理

    一般江河湖水都比较浑浊,在用作饮水和工业用水之前需要净化处理。通常是采用硫酸亞鐵、硫酸铝等进行净化。硫酸亞鐵水解生成的氢氧化铁胶体对水中的金属离子和有机杂质是一种良好的絮凝剂。它对水中的杂质吸附力强,效率高。

    发电厂的锅炉用水质量要求严格,水要预先净化处理,通常也使用硫酸亞鐵。

    另外,一些化工厂的污水,例如含苯、含酚和氰化物的大香蕉青青草污水,也可用硫酸亞鐵处理。这样可以减少污水对河流的污染及农作物的危害。

    硫酸亞鐵在水中的絮凝作用与硫酸铝的絮凝作用是一样的。一般净化水的絮凝剂要占被净化水量的百万分之几。

    2.制造鐵紅顔料

    铁红是一种优质颜料。它广泛用于色漆和底漆。硫酸亞鐵是大香蕉青青草铁红的基本原料。每大香蕉青青草1吨铁红消耗4.0-4.5吨七水硫酸亞鐵。大香蕉青青草的基本反应如下:

    (1)脱水,  FeSO4·7H2O→ FeSO4·H2O+6H2O

    在120-130℃反應進行完全。但加速這個反應是在300-400℃。

    (2)氧化,  4FeSO4·H2O+H2O+O2→ Fe2(SO4)3+Fe2O3+SO3+4H2O

    (3)分解,  Fe2(SO4)3→Fe2O3+3SO3

    理論計算是在709℃進行,實際上是在750℃。

    (4)SO2的生成,2SO3→2SO2+O2

    但是,钛白大香蕉青青草中副产的硫酸亞鐵制造铁红,色泽不好。改进方法是在大香蕉青青草过程中通入少量氯气。

    我国每年约为有50000吨硫酸亞鐵用于制造鐵紅顔料。

    3.生産黃血鹽

    黃血鹽分子式爲NA4(Fe(CN)6)·3H2O,是一种重要染料。硫酸亞鐵是生産黃血鹽的主要原料。每大香蕉青青草1吨黄血盐需要消耗0.90-0.94吨硫酸亞鐵。

    黄血盐大香蕉青青草对硫酸亞鐵的质量要求如下:

    FeSO4·7H2O≥96%,遊離H2SO4≤0.3%

    水不溶物≤0.5%

    硫酸亞鐵生産黃血鹽有三条路线:

    (1)用氰化钠或氰化钾与硫酸亞鐵作用制得。

    (2)用硫酸亞鐵溶液洗涤焦炉气,制得黄血盐。

    (3)用硫酸亞鐵处理氰溶体,氰化物转变成亚铁氰化物,制得黄血盐。

    据统计我国每年约有6000-8000吨硫酸亞鐵用于制造黄血盐。

    4.制造硫酸

    硫酸亞鐵制造硫酸是大量利用硫酸亞鐵最好的方法。按照理论计算,沸腾焙烧1吨硫酸亞鐵可以得到0.56吨硫酸和0.46吨三氧化二铁。而三氧化二铁又可用于高炉炼铁。

    我国已将硫酸亞鐵与黄铁矿混合,在沸腾炉中高温烧焙制造硫酸。

    水合硫酸亞鐵脱水和分解,需要外部供热。而混合焙烧黄铁矿氧化放热供给硫酸亞鐵脱水和分解,有助于降低黄铁矿沸腾焙烧温度的升高。同事也提高了炉气中二氧化硫的浓度和有助于除砷。

    试验表明,在含量28-30%的黄铁矿中,可以加入30%(重量)的七水硫酸亞鐵制造硫酸。这样,我国最大的钛白粉厂副产全部硫酸亞鐵(约13500吨/年)只是株洲硫酸厂加入量的三分之一。

    5.制造肥料

    根据资料报导,用10%硫酸铵、40%硫酸亞鐵和50%的草灰制成无机有机结构肥料,施入土壤中,春谷增产37.1%,玉米增产14.9-19.6%。

    另外,硫酸亞鐵还用于制造铁催化剂、木材防腐、防水剂、除草剂、橡胶、医药等方面。

    三、硫酸亞鐵综合利用的发展方向

    从上数钛白和钢铁浸洗副产硫酸亞鐵和净化、铁红、黄血盐等大香蕉青青草利用硫酸亞鐵的数字可以看出,我国副产的硫酸亞鐵没有全部被利用。因为硫酸亞鐵价格低(60-70元/吨),一些钛白厂不重视硫酸亞鐵的应用,而白白扔掉。尤其是我国硫铁矿资源品位比较低,硫磺资源少,每年需要从国外进口部分硫磺大香蕉青青草硫酸,充分利用我国硫酸亞鐵中的硫资源是十分必要的。尤其是利用硫酸亞鐵制造硫酸,是国际上许多国际采用的方法。

    1.硫酸亞鐵大香蕉青青草硫酸

    苏联研究将钛白大香蕉青青草中的副产硫酸亞鐵加热到160-220℃,进行沸腾干燥。干燥后的硫酸亞鐵桶经过预选的黄铁矿按1∶1混合,进行沸腾焙烧,制得硫酸。

    化工部天津化工研究院,株洲化工厂和杭州硫酸厂等单位在杭州硫酸厂进行了钛白副产硫酸亞鐵加入到硫酸沸腾焙烧炉中进行沸腾焙烧制造硫酸的扩大实验,加入量达到30%(重量)。试验表明这是一条合理利用硫酸亞鐵的较好途径,它即解决了钛白大量副产硫酸亞鐵问题,又解决了硫酸法大香蕉青青草钛白原料-硫酸的部分来源问题。这在综合利用及经理价值上均是比较合理的。所以我们认为钛白副产硫酸亞鐵制造硫酸是今后利用硫酸亞鐵的一个主要方向。

    日本同和矿业公司专利发表了用硫酸亞鐵制造硫酸时,首先氧化成碱式硫酸亞鐵,再加热分解,产生三氧化硫,吸收制造硫酸。

    还有资料报导了脱水硫酸亞鐵同煤粉(或焦炭)混合,沸腾焙烧制造硫酸。

    日本同和矿业公司专利发表了用硫酸亞鐵制造硫酸时,首先氧化成碱式硫酸亞鐵

    4FeSO4+H2O+C→2Fe2O3+4SO2+CO2+4H2O

    放出的二氧化硫經過催化氧化制成硫酸。

    本工艺路线仅硫酸亞鐵脱水需要外加热。加入煤粉可以供给硫酸亞鐵分解所需要的热量。煤粉来源极广,价格便宜。使用焦炭也可行。因此,本条线路适合于大工业大香蕉青青草。

    2.鐵紅和黃血鹽

     用钛白副产的硫酸亞鐵大香蕉青青草优质铁红。需要在工艺上作一些改进。例如硫酸亞鐵先经处理或在焙烧时通氯气。又如广州氧化铁红厂把钛白副产的硫酸亞鐵(Fe+++﹤3%,水不溶物﹤1%)经过酸化处理,制得了色光鲜红的铁红。改进工艺解决铁红色色泽,就可以大量利用钛白副产的硫酸亞鐵,以供国内需要及提供出口。

    钛白副产的硫酸亞鐵生産黃血鹽,是一项成功的工艺路线,且黄血盐大香蕉青青草的三条路线都需要用硫酸亞鐵为基本原料。所以我们认为钛白副产硫酸亞鐵制黄血盐,也是硫酸亞鐵综合利用的一个方面。

    3.交換觸媒生産

    交换触媒是大香蕉青青草所有氮肥必须采用重要催化剂。我国地大物博,尤其是我国广大农村需要的氮肥日益增多,氮肥的大量大香蕉青青草,必将促进农业大香蕉青青草,为了满足国内氮肥的需要,今后势必扩大变换触媒的大香蕉青青草。这样就能解决年产万吨硫酸法大香蕉青青草钛白副产硫酸亞鐵的出路问题。

    4.生産硫酸铵肥料

    苏联资料报导了利用酸洗液中的硫酸亞鐵可以制造氮铁肥料,这种肥料适合于马铃薯、白菜、果树等的栽植。试验证明效果良好。

    大型钢铁企业焦炉煤气中的氨气,利用钢铁和钛白副产的硫酸亞鐵溶液吸收,大香蕉青青草化肥硫酸铵不仅利用了硫酸亞鐵,而且利用了焦化工厂中副产的氨气,提供大量的化肥支援农业。

    用硫酸亞鐵大香蕉青青草硫酸铵,有两条路线,鞍钢化工总厂曾试验过下列路线。

    FeSO4+2NH4OH→(NH4)2SO4+Fe(OH)2

    即利用从焦炉煤气中回收的NH3经洗涤冷凝得氨水,而后以10-20%的氨水与硫酸亞鐵反应,生成硫酸铵和氢氧化铁可直接用作化肥料。

    另一条路线是将硫酸亞鐵和煤粉(或焦炭)高温焙烧,生成SO2和Fe2O3,用氨水吸收SO2生成硫酸铵。

    5.改良土壤

     硫酸亞鐵具有酸性及含铁较多。我国广大农村有些地区是缺铁或是盐碱地,硫酸亞鐵是改良盐碱地的良好化学原料。有些地区在少量使用钛白副产硫酸亞鐵后,有一定的收效。所以,我们建议有关单位进行一定的调查研究和试验。

    6.水的淨化

    利用硫酸亞鐵净化,也是值得重视的。据不完全统计,大香蕉青青草自来水60%是江河水,都需要净化处理。此外,发电厂锅炉用水,一般也需要用硫酸亞鐵处理。我国南方广大农村一般都食用江河塘水。这样水质比较浑浊需要净化处理。如果在广大农村中推广使用硫酸亞鐵净水,则硫酸亞鐵的使用量是相当可观的。