[发明专利]一种制备无定形羟基氧化铁的方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种制备无定形羟基氧化铁的方法，属于脱硫技术领域。

背景技术

在各种晶态的羟基氧化铁（FeOOH）中，无定型羟基氧化铁是（α、β、γ-FeOOH）具有晶型结构羟基氧化铁的初始态，其晶体结构聚集态<5nm，短程排列有序，长程排列无序。此种结构使得无定形羟基氧化铁具有较高的脱硫活性。

本申请人一直致力于无定形羟基氧化铁脱硫性能的研究，早在2010年发表了题为《常温脱硫剂羟基氧化铁的制备与性能评价》的文章（全国气体净化信息站2010年技术交流会论文集第68-71页），该文章中公开了无定形羟基氧化铁的实验室制备思路，而且用数据验证了无定形羟基氧化铁脱硫和再生的反应机理。但是，上述研究也只是处于实验室摸索阶段，本申请人进行上述研究的最终目的还是为了实现在工业上大批量生产高纯度、高硫容的无定形羟基氧化铁。

但是截止目前，实际应用的无定形羟基氧化铁脱硫剂并不常见，即使市场上销售的所谓的无定形羟基氧化铁脱硫剂，也因其无定形羟基氧化铁的纯度很低（低于40%），而其它不能再生的铁氧化物（四氧化三铁、三氧化二铁、其它晶态的羟基氧化铁等）含量高，而导致这些无定形羟基氧化铁脱硫剂不仅脱硫性能差，而且再生困难。

现有技术中，2006年10月第34卷第10期的《煤炭科学技术》公开了一篇名为《不同碱比制备羟基氧化铁的脱硫活性研究》的文献，该文献提供了一种无定形羟基氧化铁的制备方法，具体步骤为：在反应器中加入一定量蒸馏水和亚铁盐，开启搅拌，通入氮气保护，待亚铁盐溶解后，根据碱比=1滴加入一定量的碱溶液，待滴加完毕后将氮气切换为空气，开始氧化反应，当[Fe³⁺]／[ΣFe]转化率达100％，纸析法观察溶液的颜色不变化时，氧化反应结束，洗涤脱除样品内部含有的Na⁺ 离子，即得到无定形羟基氧化铁滤饼。在上述操作条件下制备得到的无定形羟基氧化铁的纯度较低，在产品中还存在大量的铁氧化物和其它晶态的羟基氧化铁，从而导致其作为脱硫剂使用时存在纯度低、硫容低且不能再生的问题。造成这种现象的原因主要在于，无定形羟基氧化铁的制备受到pH值、温度、加料速度等操作条件的强烈影响，不同的操作条件间细微的变化将导致无定形羟基氧化铁、铁氧化物、其它各个晶态的羟基氧化铁的含量存在很大差异，因此要探索出可制备高纯度、高硫容无定形羟基氧化铁的操作条件是非常困难的。

而且上述文献中所公开的无定形羟基氧化铁的方法同样为实验室方法，需要氮气保护，工艺比较复杂且制备成本较高，因此仍旧不适用于工业化生产。

发明内容

为了解决现有技术中制备无定形羟基氧化铁的方法不适用于工业化生产，且制备得到的无定形羟基氧化铁的纯度较低，在产品中还存在大量的铁氧化物和其它晶态的羟基氧化铁，从而导致其作为脱硫剂使用时存在纯度低、硫容低、不能再生的问题，本发明提供了一种制备无定形羟基氧化铁的方法，所述方法适宜于工业化生产，制备得到的无定形羟基氧化铁的纯度和硫容较高，且可再生。

本发明中所述的无定形羟基氧化铁的制备方法的技术方案为：

一种制备无定形羟基氧化铁的方法，包括如下步骤：

（1）将固体可溶性亚铁盐配制成溶液待用；

（2）配制氢氧化物溶液待用； 

（3）将氢氧化物溶液和亚铁盐溶液并流进行反应，所述氢氧化物溶液和亚铁盐溶液的碱比=0.6～0.8，控制反应温度不超过30℃；

（4）待步骤（3）中的反应结束后，向溶液中通入含氧气的气体进行氧化，控制溶液的pH值在6-8之间，直至氧化结束；

（5）对步骤（4）得到的物料进行过滤、水洗，干燥后即得到无定形羟基氧化铁。

所述氢氧化物为第IA族或第IIA族元素的氢氧化物。

所述亚铁盐溶液的浓度为1.3-1.8mol/L，所述氢氧化物溶液的浓度为4-6mol/L； 

在步骤（4）中，利用氢氧化物溶液控制溶液的pH值在6-8之间。

在步骤（4）中，所述氢氧化物溶液的浓度为4-6mol/L，加料速度为10-20 ml/min。

在所述步骤（3）中，控制所述亚铁盐溶液的加料速度为200-300ml/min, 所述氢氧化物溶液的加料速度为50- 60 ml/min。

步骤（3）和（4）中加入的氢氧化物溶液与所述亚铁盐溶液的碱比为1.05-1.25。

所述步骤（5）中的干燥温度不超过90℃。

在所述步骤（4）中，在向溶液中通入含氧气的气体进行氧化之前向所述溶液中加入水。