[发明专利]一种利用钛白副产物硫酸亚铁制备磷酸铁的方法

说明书

本发明公开了一种利用钛白副产物硫酸亚铁制备磷酸铁的方法。本发明的方法利用pH调节剂调节溶液pH，实现对杂质离子的去除；同时采用氧化剂氧化和控制溶液pH的方法制备出氢氧化铁；再控制pH和选用磷酸返溶制备成磷酸铁。该制备过程工艺简单，不需要额外加入添加剂，保证了溶液的纯度，同时也实现了对原料硫酸亚铁中杂质的去除，得到了高纯度的磷酸铁。同时除杂过程中产生的滤液经过蒸发结晶后作为肥料使用，增加了效益。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种利用钛白副产物硫酸亚铁制备磷酸铁的方法。

背景技术

钛白粉副产硫酸亚铁被广泛使用于磷酸铁制造中，一般工艺先将硫酸亚铁氧化成硫酸铁，然后用来合成磷酸铁。但是钛白粉副产硫酸亚铁存在杂质含量高，如镁0.2％-1％、锰0.07-0.15％、钛0.1％-0.5％、铝10ppm-100ppm、锌10ppm-70ppm、镍10ppm-60ppm，硫酸亚铁除杂困难难以做出高纯硫酸铁溶液。硫酸铁杂质直接影响后续合成的磷酸铁品质。

目前硫酸亚铁氧化制备硫酸铁也大多采用在酸性情况下，加入氧化剂把硫酸亚铁制备成硫酸铁。而且钛白粉副产硫酸亚铁净化主要采用调高pH和加入硫化物和氟化物进行除杂，但是镁、锰杂质仍不能完全去除。高杂质的硫酸铁进而对合成的磷酸铁杂质有很大的影响，导致合成的磷酸铁中镁、锰含量在250-350ppm，镍杂质在15-20ppm。

因此，需开发一种利用钛白副产物硫酸亚铁制备磷酸铁的方法，该方法制备的磷酸铁杂质含量低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：一种利用钛白副产物硫酸亚铁制备磷酸铁的方法，该方法制备的磷酸铁杂质含量低。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种利用钛白副产物硫酸亚铁制备磷酸铁的方法，包括以下步骤：

S1、将钛白副产物固体硫酸亚铁溶解，得硫酸亚铁溶液Ⅰ；

S2、在加热条件下，加入pH调节剂，将所述硫酸亚铁溶液pH调节至4～6；固液分离，收集液相，得硫酸亚铁溶液Ⅱ；

S3、在加热条件下，将氧化剂混合溶液与硫酸亚铁溶液Ⅱ并流混合，并控制溶液pH为4～7，反应后固液分离，收集固相，得氢氧化铁；

S4、将所述氢氧化铁物料与混酸溶液反应，控制反应pH为1.0～2.0，控制温度，固液分离，收集固相，洗涤干燥即得磷酸铁；

其中，混酸为磷酸溶液和硫酸溶液的混合物。

由于钛完全水解形成氢氧化钛pH为2.3，铝完全水解形成氢氧化铝的pH为4.7，三价铁完全水解形成氢氧化铁pH为4，二价铁开始水解pH为7，完全水解形成氢氧化铁pH为9，在此条件下钛、铝、三价铁完全沉淀而二价铁却不沉淀，然后溶液过滤得到硫酸亚铁溶液。

硫酸亚铁溶液、氧化剂和碱液反生的反应如下：

2Fe²⁺+4OH^-+H₂O₂＝2Fe(OH)₃↓。

由于锰开始水解pH为8.1，完全水解形成氢氧化锰pH为10.4，镁开始水解pH为9.4，完全水解形成氢氧化镁pH为11.1，镍开始水解pH为7.2，完全水解形成氢氧化镍pH为9.5，锌开始水解pH为6.1，完全水解形成氢氧化锌pH为8.4，所以在pH4～7的情况下，镁、锰、镍、锌不会形成氢氧化物沉淀，会继续留在溶液中，过滤洗涤后得到的是纯净的氢氧化铁。

根据本发明的一些实施方式，所述硫酸亚铁溶液Ⅰ质量浓度为150g/L～300g/L。