[其他]用叔胺自硫酸铝溶液中萃取除铁

说明书

本发明使用２．５－３５％（体积）叔胺做萃取剂，为了反萃便于操作，也可加入２．５－１５％（体积）除醇类以外的中性给体试剂作为相改良剂，使用普通煤油或含芳羟成分煤油做溶剂，在弱酸性条件下从硫酸铝溶液中选择性萃取三价铁，采用稀硫酸反萃或用水多级错流反萃。本发明使用的萃取体系，不仅具有优良的萃铁性能，而且使用稀酸即可反萃铁，解决了反萃难的问题，为工业应用提供了有效途径。

本发明属于无机盐制备领域。

硫酸铝是无机盐一个基本品种，主要用于造纸，水处理以及印染、油漆等工业中。从一定意义上讲，纸张的白度、稳定性和耐阳光性都取决于硫酸铝的质量，而硫酸铝的质量又取决于产品中铁含量。如造高级纸张，要求用部颁标准特级硫酸铝（Fe₂O₃≤0.02）。硫酸铝还用于金红石钛白粉的后处理工序。我国无特级硫酸铝，故钛白粉用于油漆或造纸的质量长期落后于国外。我国固体硫酸铝每年出口一万多吨，质量为一级品（含Fe₂O₃≤0.35%），平均售价87.8美元/吨，（1983年价）;而美国无铁级（含Fe₂O₃≤0.1%）1981年售价为347美元/吨，价格相差之大，主要是我国产品含铁量高的原因。我国生产硫酸铝的原料主要为铝矾土，含铁量较高，生产中没有除铁措施。研究从铝土矿硫酸浸取液中除铁，直接生产优质硫酸铝是一个重要研究课题。随溶剂萃取技术的发展，开展萃取除铁的研究受到重视。如美国矿务局自1967-1979年先后探索了用仲胺、酸性有机磷类等从硫酸铝溶液中除铁;苏联、日本报导用D₂EHPA（我国代号P204）、羧酸、羧酸盐萃取法从硫酸铝溶液中除铁;我国山东淄博制酸厂与贵阳铝镁研究设计院合作进行低碳脂肪酸萃取除铁试验，但效果不理想;Schultze L.E.等用伯胺JMT（美国产，多支链二十烷基伯胺（）为主的伯胺混合物）从硫酸铝中除铁（见美国矿务局报告US.Bur.Mines RI8353）;科学院上海有机所研究用伯胺N-1923（中国科学院上海有机化学所实验工厂生产，1-壬基-癸胺为主的伯胺混合物）从硫酸铝溶液中除铁（《有机化学》1979年1期33页）综合文献报导，用萃取法除铁比较容易实现，但如何将有机相中的铁经济有效地反萃，尚未找到合理途径。报导中不同萃取体系均使用很高浓度硫酸做反萃剂，如伯胺及D₂EHPA使用6-10N硫酸为反萃剂。因此在经济上是不合理的，工艺操作上亦不方便。

本发明的目的是研究一种萃取体系，它不仅具有优良的萃铁性能，更为重要的是使用很稀的硫酸便可以有效地反萃铁，解决“反萃难”的问题，以便为萃取法从硫酸铝溶液中除铁的工业应用提供有效途径。

本发明使用2.5-35%（体积）叔胺做萃取剂，为了反萃取便于连续操作，也可加入2.5-15%（体积）中性磷（膦）类、酯类、酮类、醚类、亚砜类的中性给体试剂作为相改良剂，使用普通煤油或含芳羟成分煤油做溶剂，在弱酸性条件下，从硫酸铝溶液中选择性萃取三价铁，采用稀硫酸单级或多级逆流反萃取或用普通水多级错流反萃取。

所用叔胺为分子量大于300的各种碳链结构的叔胺类，包括三辛胺（如国产N235，7301（中国科学院上海有机化学所研制取名为N235，二机部北京第五研究所研制取名为7301，由大连油脂化工厂生产，三辛胺为主的叔胺混合物）），三异辛胺，不同结构的三癸胺，三月桂胺以及碳链上带有各种其它取代基的叔胺类。所用做为改良剂的中性给体试剂包括TBP（磷酸三丁酯）、P350（甲基膦酸二甲庚酯），TRPO（三烷基氧化膦）等中性磷类以及其它酯类、酮类、醚类、亚砜类。

萃取温度高时萃取及反萃取略有下降，在约10-30℃范围内操作即可，平衡时间2-3分钟;在固定萃取剂用量前提下，适当提高萃取剂浓度对萃取有利，如表2所示。

表1.工业萃取剂7301萃铁结果

（水相料液pH1.13，Fe（Ⅲ）2.5克/升，Al（Ⅲ）54克/升，有机相以煤油为溶剂，25℃，5分，O/A＝1）