[发明专利]一种三氯化铁溶液同步净化与浓缩的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及湿法冶金行业，特别是三氯化铁溶液的提纯浓缩方法。

背景技术

传统的工业化生产三氯化铁(FeCl₃)溶液产品或者六水合三氯化铁（FeCl₃·6H₂O）的过程中，因为FeCl₃溶液中铁元素的浓度低、含杂质高，对FeCl₃溶液进行净化和浓缩是必须的工艺环节。

现有的、传统的生产FeCl₃ (三氯化铁)工艺或者方法中，对FeCl₃溶液的净化，主要方法是—加碱提高FeCl₃溶液的碱性，将其酸碱度调节至pH=1～2，三氯化铁溶液自身部分水解出一定量的Fe(OH)₃（氢氧化三铁，胶体），利用Fe(OH)₃胶体强大的吸附性吸附杂质，溶液经液固分离后，杂质随着胶体与三氯化铁溶液分离，达到净化溶液的目的。

此工艺方法的缺点是Fe(OH)₃胶体不容易与溶液分离，无论是采用抽滤、还是压滤的方式进行液固分离时Fe(OH)₃胶体会严重堵塞滤布，产能非常低；即使是采用离心机对处理后的溶液进行离心，效果也不佳，因为Fe(OH)₃胶体是极其微小的颗粒物，密度较小，即使长时间陈化后也没有形成更大质量的胶体颗粒。此工艺方法，因为难以实现液固分离，已经被淘汰，被取而代之的方法是对上游工序的氯化亚铁（FeCl₂）溶液进行净化。但是，对氯化亚铁（FeCl₂）溶液的净化，因为氯化亚铁是低价态物质所以必须是在还原氛围中进行，而在还原氛围中可供选择和开发的净化技术手段非常有限——锡、锑、砷等杂质元素处于低价态，无法被树脂吸附、无法被萃取分离等等，致使下游的FeCl₃(三氯化铁)溶液产品杂质较高。

现有的、传统的生产FeCl₃工艺或者方法中，对FeCl₃溶液的浓缩，主要方法是——利用蒸汽热交换或者电能把溶液加热至100℃甚至是高于100℃，挥发掉FeCl₃溶液中的水份，从而使FeCl₃溶液得到浓缩。

此工艺方法的缺点是消耗了大量的能量，挥发水份的同时，也会有大量的FeCl₃随着盐酸汽体和水蒸汽挥发出去，既造成铁的损失，也造成管道、尾气吸收塔等处到处是FeCl₃成份，容易堵塞管道，堵塞吸收塔的充填物。

技术人员在三氯化铁的的生产技术及生产设备上进行着不断的改进。在已有的三氯化铁生产方法中技术文献中，专利文献【申请号：200810110685.X】公开了一种“一种制备高纯度三氯化铁的方法”，该方法包括如下步骤:首先以有机铁为原料经升华或蒸馏提纯有机铁，接着再在一定温度下将有机铁炭化成Fe/C粉，接着再与高纯度盐酸和氧化剂反应生成含炭粉的三氯化铁水溶液，再经过滤分离炭粉，滤液浓缩得高纯度三氯化铁。该法非常简洁，使用的原料为有机铁，铁元素的含量比较低，会影响产出量，再者碳粉的过滤是一个比较麻烦的问题，但专利内容中没有提及，因此其实用性还有待商榷。

综上所述，传统的三氯化铁的生产和浓缩方法中存在固液分离困难、有效成分损失大、管道容易堵塞等缺陷。

发明内容

本发明提供一种三氯化铁溶液同步净化与浓缩的方法及其装置, 解决了传统工艺方法存在的消耗大量能源、因FeCl₃挥发而造成的管道和吸收塔堵塞以及FeCl₃溶液产品杂质较高的技术问题。

一种三氯化铁溶液同步净化与浓缩的方法, 利用FeCl₃是共价化合物并且在水溶液中容易聚合成大分子量的“聚三氯化铁”的特性，把三氯化铁溶液喷射成烟雾状，携带有“聚三氯化铁”的雾粒因为较重，所以其扬程、射程最小；纯粹的H₂O雾粒（水汽）扬程、射程就最大，而携带其它化学成份的雾粒其扬程、射程则居于前述两者之间，把不同扬程、不同射程的液粒分别予以收集，即可实现净化并浓缩三氯化铁溶液的目的，主要包括以下步骤：

（1）抽风：打开进气口，开启“提纯箱”上尾气口的无级调速抽风机。

（2）雾化：在提纯箱内的雾化室内把FeCl₃溶液喷射成烟雾状，再调整尾气口的无级调速抽风机至雾化室的烟雾不往进气口逸出为止，之后再稍调至进气口有微风进入的状态。