硫酸与铁的钝化（硫酸对铁浸出率和聚合硫酸铁盐基度的影响）

硫酸与铁的钝化（硫酸对铁浸出率和聚合硫酸铁盐基度的影响）取108 m L废硫酸3份 每份加入一定体积的水配成30%浓度的硫酸溶液 分别称取80g氧化皮加入其中 并分别置于60℃、70℃、80℃搅拌3 h 再转至60℃加入氯酸钠搅拌2h 过滤制得产品。 硫酸浓度增加 H 浓度也随之增加 对铁氧化物的溶解能力增强。由图2可知 本试验的铁浸出率随着硫酸浓度增加 呈先升高后降低的趋势 30%硫酸浓度铁浸出率和产品盐基度为最高值。通过分析数据 笔者发现 20%~60%浓度硫酸反应后的二价铁浓度依次为4.6%、7.0%、6.8%、4.3%、2.5% 与铁浸出率曲线高度契合 这是由于溶液体系为硫酸、硫酸亚铁和硫酸铁组成的混盐溶液 80℃条件下硫酸亚铁在水中的溶解度为8%左右 在同时存在硫酸铁和硫酸的混盐溶液中 硫酸亚铁的溶解度因为同离子效应进一步降低 饱和状态的二价铁会限制氧化皮中的铁继续溶解。实际情况便是40%浓度硫酸反

根据理论计算 完全溶解80g氧化皮需要120 m L废硫酸 分别取废硫酸用量0.9(108mL) 、1.0(120mL) 、1.1(132mL)与一定体积的水配成30%浓度的硫酸溶液 再分别称取80g氧化皮加入其中 80℃搅拌3h 转至60℃加入氯酸钠搅拌2h 过滤制得产品。

由图1可知 随着硫酸用量的增加 铁浸出率逐渐升高 聚合硫酸铁盐基度逐渐下降。1.1硫酸用量虽然铁浸出率最高 但硫酸用量过多 所得产品为带有一定酸度的硫酸铁;1.0硫酸用量铁浸出率适中 但盐基度只有6% 未达到合格标准;0.9硫酸用量虽然铁浸出率偏低 但盐基度可达13% 符合聚合硫酸铁质量要求 而且后续会对少量未浸出的铁进行二次处理 因此选择0.9的硫酸用量为最佳的生产条件。

硫酸浓度对铁浸出率和聚合硫酸铁盐基度的影响

取108 m L废硫酸5份 每份加入不同体积的水配成20%、30%、40%、50%、60%浓度的硫酸溶液 再分别称取80g氧化皮加入其中 80℃搅拌3 h 转至60℃加入氯酸钠搅拌2 h 过滤制得产品。

硫酸浓度增加 H 浓度也随之增加 对铁氧化物的溶解能力增强。由图2可知 本试验的铁浸出率随着硫酸浓度增加 呈先升高后降低的趋势 30%硫酸浓度铁浸出率和产品盐基度为最高值。通过分析数据 笔者发现 20%~60%浓度硫酸反应后的二价铁浓度依次为4.6%、7.0%、6.8%、4.3%、2.5% 与铁浸出率曲线高度契合 这是由于溶液体系为硫酸、硫酸亚铁和硫酸铁组成的混盐溶液 80℃条件下硫酸亚铁在水中的溶解度为8%左右 在同时存在硫酸铁和硫酸的混盐溶液中 硫酸亚铁的溶解度因为同离子效应进一步降低 饱和状态的二价铁会限制氧化皮中的铁继续溶解。实际情况便是40%浓度硫酸反应后三价铁浓度高于30%浓度硫酸 但更易溶解的二价铁浓度反而变低。

另外 本试验条件下的硫酸浓度越高 水的体积越少 总质量越低 高浓度硫酸在溶液铁浓度无法继续提高的情况下 溶液中的总铁变低 铁浸出率变低。20%浓度硫酸中的二价铁远未达到饱和浓度 此时继续提高硫酸浓度可以提高氧化皮的溶解程度 所以30%浓度硫酸的铁浸出率高于20%浓度硫酸。铁浸出率越高 硫酸利用率也越高 进而产品盐基度越高。因此 选择30%浓度硫酸为最佳的生产条件。

硫酸溶温度对铁浸出率和聚合硫酸铁盐基度的影响

取108 m L废硫酸3份 每份加入一定体积的水配成30%浓度的硫酸溶液 分别称取80g氧化皮加入其中 并分别置于60℃、70℃、80℃搅拌3 h 再转至60℃加入氯酸钠搅拌2h 过滤制得产品。

由图3可知 随着酸溶温度的升高 铁浸出率和产品盐基度均逐渐升高 80℃时可以获得合适的铁浸出率和产品盐基度。当然 此时如果继续提升温度 铁浸出率和产品盐基度也会继续升高 但更高的温度 (越接近100℃) 会带来保温成本增加、安全风险增大和设备要求提高等诸多问题 而且后续还会对滤渣进行二次处理 因此选择80℃的反应温度为最佳的生产条件。

硫酸溶时间对铁浸出率和聚合硫酸铁盐基度的影响

取108 mL废硫酸5份 每份加入一定体积的水配成30%浓度的硫酸溶液 分别称取80g氧化皮加入其中 然后分别置于80℃搅拌2h、3h、4h、6h、8h 再转至60℃加入氯酸钠搅拌2h 过滤制得产品。

由图4可知 随着酸溶时间的增加 铁浸出率和产品盐基度均逐渐升高 3-4 h铁浸出率升高趋势变缓 4 h后铁浸出率升高不明显 3-4 h可以得到合适的聚合硫酸铁盐基度 (13%~15%) 因此反应时间应控制在3-4h。本章由恒信达发布 www.hxdhb.com