[发明专利]一种电子级硫酸亚铁溶液的精制方法及电子级硫酸亚铁

说明书

本发明公开一种电子级硫酸亚铁溶液的精制方法，包括以下步骤：(1)、取钛白副产物硫酸亚铁溶液调节pH至4.5～5，搅拌0.1～3小时，分离沉淀，得到除去钛的硫酸亚铁溶液；(2)、控制除去钛的硫酸亚铁溶液的温度在20～50℃，调节pH至6.5～7，随后加入适量的在硫酸亚铁水溶液中可电离出S^2‑的硫化物固体，或滴加适量的硫化物水溶液，然后继续搅拌0.5～3小时，调节pH至6.5～7，继续搅拌0.1～3小时，分离沉淀，得到硫酸亚铁精制溶液；(3)、调节硫酸亚铁精制溶液的pH至2.5～2.8。本发明的精制方法，原料廉价易得，通过控制pH和温度在合适的范围内，可有效除去钛白副产物硫酸亚铁中的重金属含量达到电子级硫酸亚铁的要求，且生产成本显著降低。

技术领域

本发明属于钛白副产物硫酸亚铁精制技术领域，具体涉及一种电子级硫酸亚铁溶液的精制方法及得到的电子级硫酸亚铁。

背景技术

硫酸亚铁，又名绿矾，可用于制铁盐、氧化铁颜料、媒染剂、净水剂、防腐剂、消毒剂等。具有多种工业用途和药用用途。工业用途例如：用于水的絮凝净化，以及从城市和工业污水中去除磷酸盐，以防止水体的富营养化；被用作还原剂，主要还原水泥中的铬酸盐；作为着色剂用于印染行业；用于将混凝土染为黄的铁锈色；用于农业作为铁肥、农药和化肥；用于分析化学领域作为色谱分析试剂。药用用途例如：用于治疗缺铁性贫血症；用于在食物中加铁，长期超量使用可能会引起腹痛、恶心等副作用；作为局部收敛剂及补血剂用于子宫肌瘤引起的慢性失血；用于制备医药级的氧化铁红和氧化铁黑。

针对应用领域的不同，对硫酸亚铁中的杂杂质(尤其是重金属离子)含量的要求也不同。用于医药用途的硫酸亚铁由于直接用于人体，因此具有更高的安全性要求。用于医药用途的电子级硫酸亚铁对重金属离子含量的要求比工业级硫酸亚铁对重金属离子含量的要求更为严苛，且电子级硫酸亚铁体系中不能有絮凝剂等杂质。电子级硫酸亚铁中重金属指标如表1所示。

表1电子级硫酸亚铁重金属指标

由于要满足对重金属含量的严苛要求，目前现有的电子级硫酸亚铁主要是通过还原铁粉和硫酸反应制得。但该工艺对原材料的要求较高，比如对还原铁粉中各类重金属元素有严格要求，例如钴元素不能超过40ppm，且还原铁粉的价格较高，约2300元/吨，导致生产成本高。该方法的整个工艺流程均需保持较高的温度(65～75℃)，因此能耗高；同时由于采用硫酸作为反应原料在较高的温度下进行反应，因此对设备的防腐蚀性能等要求均较高。另外，生产过程中会产生大量氢气，氢气携带出大量酸雾，因此还存在较大的安全隐患。为此，需要寻找新的制备电子级硫酸亚铁的工艺。

硫酸法生产钛白粉的工艺中会产生大量的硫酸亚铁固体副产物，钛白副产物硫酸亚铁的市场价约200元/吨，可显著降低生产成本。然而这些硫酸亚铁固体副产物中含有很多的重金属，例如Gr、Ni、Zn、As、Pb、Cd、Cu、Hg、Co、Ba、Sb、Se和Ti，且这些重金属的含量较高，例如钛的含量一般是在千分之几的范围内，高的可达百分之几。只有除去这些重金属才能进一步综合利用硫酸亚铁。钛白副产物硫酸亚铁目前主要用于制备工业级硫酸亚铁。

CN103145197A公开了一种钛白粉副产物硫酸亚铁的精制方法。其在pH值1～2.5条件下进行钛的水解，再加入铁在pH值6.0～6.5条件下将Fe³⁺、Mn²⁺等还原为单质沉淀，最后加入絮凝剂。但其无法去除Mg²⁺、Zn²⁺等性质较铁活泼的金属离子。