七水硫酸亞鐵綜合利用綠色新工藝及相關(guān)基礎

       七水硫酸亞鐵是二氧化鈦(俗稱鈦白粉)硫酸法生產(chǎn)工藝中的主要副產(chǎn)物,每生產(chǎn)1噸鈦白粉就會產(chǎn)生3噸以上硫酸亞鐵。根據(jù)我國鈦白粉的總產(chǎn)量估算每年副產(chǎn)七水硫酸亞鐵約1000萬噸。由于大量的硫酸亞鐵沒有得到有效回收利用,已經(jīng)成為鈦白粉行業(yè)發(fā)展的主要障礙。從兩個方面著手解決這一難題:一方面通過控制和優(yōu)化七水硫酸亞鐵結(jié)晶工藝條件,改善其晶形和純度,提高產(chǎn)品質(zhì)量;另一方面提出了一個利FeSO_4·7H_2O生產(chǎn)硫酸和氧化鐵紅的綠色循環(huán)新工藝。這一新工藝將鈦鐵礦中的鐵轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸�鐵出售,而回收的濃硫酸可循環(huán)使用,為鈦白粉生產(chǎn)節(jié)省近50%的硫酸使用量。針對新工藝的開發(fā)和相關(guān)的基礎研究展開,取得以下重要成果:

(1)首次提出了利用副產(chǎn)七水硫酸亞鐵制備硫酸和氧化鐵紅的新工藝。

(2)建立了測定汽液平衡和固液平衡的實驗裝置。體系中離子和中性分子的活度系數(shù)采用Bromley-Zemaitis模型、MSE模型和電解質(zhì)NRTL模型等進行計算。通過新模型預測發(fā)現(xiàn),Fe(Ⅲ)在H_2SO_4溶液中隨著溫度的升高和硫酸根濃度的增大,體系中的復合離子由FeSO_4~+逐漸轉(zhuǎn)化為Fe(SO_4)_2~-;而FeΠ)在HCl溶液中存在復合離子FeCl~+,其含量隨著HCl濃度增大而增大