[发明专利]一种硫酸锌溶液的深度除铁方法及硫酸锌的制备方法

说明书

本发明公开了一种硫酸锌溶液的深度除铁方法及硫酸锌的制备方法。所述硫酸锌溶液的深度除铁方法为：调节硫酸锌溶液的pH≥4，然后向其中通入空气进行曝气，使溶液中的亚铁离子氧化成铁离子并进一步生成氢氧化铁胶体沉淀，之后将含有氢氧化铁胶体沉淀的溶液置于80‑100T电磁场或永久磁场环境中静置，使其中的氢氧化铁胶体沉淀迅速长大同时吸附其它悬浮颗粒并沉降，固液分离，收集上层清液，得到除铁后的硫酸锌溶液。本发明所述的除铁方法使生成的氢氧化铁胶体沉淀快速沉降且锌离子几乎不损失。

技术领域

本发明涉及一种硫酸锌溶液的深度除铁方法及硫酸锌的制备方法，属于无机化合物的制备技术领域。

背景技术

一水硫酸锌(ZnSO₄·H₂O)是一种重要的无机锌盐，作为锌补充剂广泛用于饲料、肥料、制药、印染、化工、化纤、选矿、防腐、电解等领域。

采用氧化锌或次氧化锌生产一水硫酸锌的生产流程一般为：氧化锌或次氧化锌漂洗→氧化锌或次氧化锌+硫酸→浸出反应→过滤→滤液除铁→除镉→压滤→蒸发浓缩结晶→离心脱水→干燥→包装。

在一水硫酸锌的生产工艺中，铁等金属杂质和悬浮有机物影响产品的品质，外观发黄。已有的经验表明，当硫酸锌产品中铁离子含量≥20ppm(20mg/L)时，其在存放的过程中颜色会逐渐变黄；而当产品中的铁离子≤5ppm，产品的颜色相对较白。因此，生产中通常需要将过量的铁离子除去以保证产品的色度。

现有技术中常用的除铁方法有黄钾铁矾法法(K₂Fe₆(SO₄)₁₂结晶)、针铁矿法(Fe₂O₃结晶)或中和沉淀法(Fe(OH)₃)。针对硫酸锌溶液中的除铁操作，多采用中和沉淀法，如：

公开号为CN105274342A的发明专利中，采用石灰调节硫酸锌溶液的pH值至3.0以上后，用双氧水氧化酸性硫酸锌溶液中的Fe²⁺，使其氧化成Fe³⁺后再加热(至70-100℃，优选约80℃)水解生成氢氧化铁沉淀而将酸性硫酸锌溶液中的铁除去。

公开号为CN105753038A的发明专利中，向硫酸锌溶液中滴加双氧水，直至将Fe²⁺完全氧化为Fe³⁺后，终止反应。

公开号为CN107385216A的发明专利中公开的除铁操作为：向硫酸锌溶液中通入空气或氧气并搅拌，检测三价铁离子浓度，当Fe³⁺含量≤5ppm时，继续加热至80-100℃，出现红褐色沉淀直到不再产生为止，立即压滤，滤液进入下一步骤。

公开号为CN107385229A的发明专利中，公开了一种加压富氧空气氧化脱除含铁、锌溶液中铁的方法，其中的除铁操作为：向含铁、锌溶液中加入铜离子成分，使得铜和铁的质量比为0.01-0.1，恒定pH值为4-4.5，60-70℃下，通压缩富氧空气到溶液中，氧化除铁，使得溶液中铁含量降低至≤30mg/L后，终止压缩富氧空气通入，压滤机压滤。

上述申请的共同的特点是产生的沉淀为氢氧化铁胶体沉淀。而本领域技术人员公知，氢氧化铁胶体沉淀难于沉降，现有技术中通常采用加入絮凝剂以加快其沉降，即便如此，沉降的速度及效果仍然不理想，而且，在漫长的沉降过程中，交替离子还会吸附溶液中的锌离子，使得发生共同沉淀，导致渣中含锌量较高，锌损失较大。

另一方面，制备一水硫酸锌时必须经过蒸发结晶的过程，蒸发结晶是通过蒸发溶剂，使硫酸锌溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出的过程。但现有技术中大多采用敞开式的蒸发设备及工艺，利用生蒸汽蒸发水分浓缩硫酸锌溶液，二次蒸汽不能重复利用加热浓缩结晶液，一效蒸发蒸汽用量大，蒸汽利用率低，导致工艺能耗高、生产效率低等不足。

发明内容