[发明专利]一种硫酸亚铁铵的制备方法

说明书

本发明涉及一种硫酸亚铁铵的制备方法，属于精细无机化工领域。该制备方法是以钛工业生产过程的中间物料硫酸氧钛溶液为铁原料，往溶液中加入非溶液态的含铵类化合物与之反应，直接从硫酸氧钛溶液中利用其中原有的亚铁离子和硫酸根离子制备出溶解度较小的硫酸亚铁铵晶体。对于分离出来的晶体中机械夹杂的硫酸氧钛溶液，则采用多段逆流饱和硫酸亚铁铵溶液润洗的方式洗去。最后经适当方式的低温干燥后即得六水硫酸亚铁铵产品。本发明更多地利用了含钛原料中铁和硫资源，提高了资源综合利用的程度。

技术领域

本发明涉及一种硫酸亚铁铵的制备方法，属于精细无机化工领域。

技术背景

硫酸亚铁铵((NH₄)₂FeSO₄.6H₂O)是一种由硫酸铵与硫酸亚铁按1:1的摩尔比形成的一种含水复合硫酸盐，又称为莫尔盐。这是一种浅蓝色结晶态含水盐，对光敏感，在空气中可逐渐风化并慢慢被氧化。能溶于水，但难溶于乙醇。在100～110℃分解。硫酸亚铁铵在空气中不易被氧化，比一般的亚铁盐稳定。低毒，有一定刺激性。硫酸亚铁铵是一种重要的化工原料，用途十分广泛。它可以作净水剂；在无机化学工业中，它是制取其它铁化合物的原料，如用于制造氧化铁系颜料、磁性材料、黄血盐和其他铁盐等；它还有许多方面的直接应用，如可用作印染工业的媒染剂，制革工业中用于鞣革，木材工业中用作防腐剂，医药中用于治疗缺铁性贫血，农业中施用于缺铁性土壤，畜牧业中用作饲料添加剂等，还可以与鞣酸、没食子酸等混合后配置蓝黑墨水。它也是分析化学中常用的一种还原性试剂，在定量分析中可用于滴定重铬酸钾、高锰酸钾等氧化性物质的浓度。

硫酸亚铁铵一般以铁屑为铁原料，经碱溶液或酸溶液净化处理之后，用过量硫酸溶解。再加入稍过量的硫酸铵饱和溶液，小心蒸发溶剂直到晶膜出现，冷却后过滤，并用少量乙醇洗涤干燥后既得产物。这种方式，流程较长，操作也较为繁琐。并且凡是以含铁物料作为铁原料的工艺，都避免不了将铁原料与硫酸反应以制备硫酸亚铁，反应过程中产生易燃易爆的氢气，有较大的安全风险。并且由于氢气的析出，也容易产生污染劳动环境的酸雾等。有人也提出，不使用铁作为铁原料，而直接以硫酸亚铁和硫酸铵进行加热蒸发结晶处理以得到硫酸亚铁铵。这种方式虽然流程缩短了，也降低了产生氢气的安全风险，但硫酸亚铁本身在空气中并不太稳定，会对硫酸亚铁铵产品的品质造成重大影响。对于硫酸亚铁铵制备工艺的其它改进，根据该晶体化合物难溶于乙醇的性质，提出了将接近饱和的硫酸亚铁铵溶液直接过滤于无水乙醇中，不经过蒸发浓缩，可直接得到晶体产物，减少了操作环节，有一定节能降耗的作用，但要使用较多的乙醇，造成了大量有机试剂的消耗，对经济效益有明显影响。

工业硫酸氧钛溶液是使用硫酸法对钛白粉进行工业化生产过程中的一种主要含硫酸氧钛、游离硫酸和硫酸亚铁的多成分水溶液。硫酸法钛白粉的工业生产过程中，含钛原料主要有两种：钛精矿和高钛渣，生产时可单独使用其中一种，也可根据工艺要求将两种进行搭配。含钛原料使用高浓度硫酸溶液(一般大于83％)进行分解，然后浸出。浸出液即为工业硫酸氧钛溶液。一般而言，如果钛原料中精矿配比高，则浸出液中铁含量高，需要在硫酸氧钛溶液浓缩水解之前，通过降温结晶的方式从溶液中除去一部分铁，这部分被结晶除去的铁即为钛白粉工业中所产出的绿矾渣。溶液中剩余的铁则随着钛水解后产生的废酸液进入废水处理程序，夹杂于废水处理产物钛石膏渣中。有文献报道了利用此绿矾渣为铁原料，将其与硫酸、氨气进行反应合成硫酸亚铁铵；甚至是直接将硫酸氧钛溶液钛水解后的废酸代替硫酸，与绿矾渣、氨气反应合成硫酸亚铁铵。这些都是对传统钛工业生产中一些废副物的资源化利用，没有从源头上解决问题。

发明内容