硫酸亞鐵的物化性質(zhì)和制備方法

[db:作者] / 2022-12-27 00:00

[物化性質(zhì)]硫酸亞鐵，分子式為FeSO4·7H2O，俗稱綠礬，相對(duì)分子質(zhì)量為278.05，無(wú)臭無(wú)味，是天藍(lán)色或綠色的單斜晶系結(jié)晶體。密度1.898g/cm3，熔點(diǎn)64℃，加熱易失去結(jié)晶水。溶于水，不溶于醇，易吸潮，在水中的溶解度隨溫度升高而增大(0℃，28.8g/100g H2O；100℃，57.8g/100g H2O)，有腐蝕性，在空氣中放置易被氧化成黃色或黃褐色的堿式硫酸鐵Fe(OH)SO4，其水溶液呈弱酸性，亞鐵離子有較強(qiáng)的還原性，易與其他陽(yáng)離子形成復(fù)鹽。干燥空氣中能風(fēng)化，表面變成白色粉末。300℃時(shí)為無(wú)水物，溫度繼續(xù)升高則被分解。

[制備方法]

(1)鐵屑硫酸法

由稀硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，并放出熱量。反應(yīng)式如下：

Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑

如圖2-10所示，首先將鐵屑溶于硫酸中，加熱至不再溶解為止(保持金屬鐵過量)，過濾，濾液用硫酸酸化，冷后通入硫化氫至飽和，放置2～3d，在水浴上加熱后過濾，濾液傾入蒸餾燒瓶中，在通入不含氧的二氧化碳的狀況下蒸發(fā)至1/2，然后在二氧化碳?xì)庵辛钇浣Y(jié)晶，次日吸濾出結(jié)晶，先用水洗，再用乙醇洗，盡快地在30℃下進(jìn)行干燥，即得硫酸亞鐵。

圖2-10 鐵屑硫酸法生產(chǎn)硫酸亞鐵工藝流程

(2)鈦白副產(chǎn)法

我國(guó)有豐富的鈦資源，約占世界儲(chǔ)量的50%。鈦礦主要以鈦鐵礦的形式存在，它是分布最廣、儲(chǔ)量最大也是最有價(jià)值的礦石。我國(guó)鈦鐵礦主要產(chǎn)于海南、廣西和廣東等地，而且是風(fēng)化形成的砂礦。鈦鐵礦的化學(xué)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其分子式為FeO·TiO2(或FeTiO3)，風(fēng)化的鈦鐵礦分子式為Fe2O3·TiO2。精選過的礦石一般含有46%～60% TiO2，35%～45%總鐵，還含有少量的錳、釩、鈮、鈧等微量元素。

在硫酸法生產(chǎn)鈦白粉過程中產(chǎn)生的硫酸亞鐵的來(lái)源：一是鈦鐵礦本身含有的三價(jià)鐵和二價(jià)鐵；二是在還原三價(jià)鐵過程中加入的鐵屑。一般生產(chǎn)1t鈦白粉會(huì)副產(chǎn)3.5～4t硫酸亞鐵。2004年我國(guó)統(tǒng)計(jì)鈦白粉產(chǎn)量為54.7×104t，副產(chǎn)硫酸亞鐵200多萬(wàn)噸。其反應(yīng)式如下：

硫酸亞鐵主要是在冷凍硫酸亞鐵與硫酸氧鈦溶液時(shí)產(chǎn)生的。結(jié)晶形成的硫酸亞鐵晶體主要雜質(zhì)是硫酸氧鈦，因此必須再經(jīng)水洗，回收晶體表面的鈦液。一般經(jīng)過冷凍結(jié)晶后，硫酸亞鐵的含量在90%左右。

(3)硫鐵礦還原法中國(guó)專利 03103056.4 中介紹了一種硫酸亞鐵的制備方法。工藝流程如圖2-11和圖2-12所示。其主要步驟為：將烘干的硫鐵礦燒渣(以質(zhì)量百分比計(jì)，F(xiàn)eO為0.5%，F(xiàn)e3O4為15.96%，F(xiàn)e2O3為74.10%)與硫酸(濃度為50%，用量為理論用量的1.1倍)在80～130℃條件下反應(yīng)，攪拌，使得燒渣均勻分布于反應(yīng)液中，反應(yīng)4h后得到含硫酸鐵的酸性溶液，然后在含鐵濃度為0.5～4mol/L的硫酸鐵的酸性溶液中加入硫鐵礦或硫精礦(液固比為100mL：8g)，攪拌，反應(yīng)溫度為100℃，得到硫酸亞鐵溶液，再經(jīng)-10～20℃冷卻結(jié)晶、過濾、甩干，于40～80℃烘干得到七水硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)，即綠礬。此法工藝簡(jiǎn)單、反應(yīng)溫度低、反應(yīng)速度快，降低了硫酸亞鐵生產(chǎn)成本，所得FeSO4·7H2O樣品質(zhì)量見表2-1。

圖2-11 鐵鹽溶液制取工藝流程

圖2-12 硫鐵礦還原法制備綠礬工藝流程

表2-1 FeSO4·7H2O樣品質(zhì)量

由上表可知，所得FeSO4·7H2O的質(zhì)量好于GB 10531-89優(yōu)等品質(zhì)量，接近GB664-93化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)。

上一篇：鋁酸鈉的物化性質(zhì)和制備方法

下一篇：硫酸亞鐵的技術(shù)指標(biāo)及應(yīng)用

食品安全檢測(cè)服務(wù)聯(lián)系電話：13613841283

標(biāo)簽:

食品安全網(wǎng) ：https://www.food12331.com

上一篇：硫酸亞鐵的技術(shù)指標(biāo)及應(yīng)用

下一篇：返回列表