专利名称：液相强制脱水法生产一水硫酸亚铁的制作方法
技术领域：
本发明提供了一种生产无机盐一水硫酸亚铁的新方法。
众所周知，硫酸亚铁在工业、农业、林业等诸多方面有着极其广泛的用途，仅饲料工业在中国每年的消耗量就达万吨，而且还在逐年增加;农业上作为微肥使用其潜在的需求量也颇为可观。目前市场上最为常见的是带七个结晶水的硫酸亚铁，生产七水硫酸亚铁最普遍的方法是以硫酸和废铁为原料直接反应制得。我们知道，七水硫酸亚铁性质很不稳定，在干燥的空气中极易风化，而在潮湿的空气中又极易被氧化生成黄棕色碱式硫酸铁。市面上的七水硫酸亚铁产品，由厂家生产出到最终运达用户至使用时，都或多或少地存在着氧化变质的现象。这不仅给包装、运输和保存等带来了较多不易解决的问题，而且最终会影响到使用效果。以饲料工业为例，当存在着氧化变质问题的七水硫酸亚铁作为微量元素添加剂混入饲料之后，其生物利用率降低就是必然的了。人们已经认识到七水硫酸亚铁的一些缺陷，开始注意较七水硫酸亚铁性质有相当改善的一水硫酸亚铁，特别是在饲料工业中引起了人们的兴趣。
现在市场上出现的少量一水硫酸亚铁商品，均是按经典方法由七水硫酸亚铁经气相干燥脱水而制得，如CN87102022A所述的方法。这种方法存在一些问题。首先由于受七水硫酸亚铁熔点的限制，干燥必须逐步进行，耗时很长，其次七水硫酸亚铁中的六个结晶水的脱除完全依靠热蒸发，耗能很大。气相喷雾干燥脱水可能会使干燥时间缩短，但从能耗、设备投资和技术操作等方面来看，产品的成本将剧增。最后，由于干燥时间长，产品中难免产生高价铁，而粒子干燥程度不一又导致结晶水数目不规整、含铁量偏低且不稳定，这也是目前市面上的一水硫酸亚铁产品都呈灰褐色或灰白色的重要原因之一。大家知道，标准的一水硫酸亚铁应该是纯白色的。
本发明给出了解决目前市场上一水硫酸亚铁产品生产及产品质量存在的上述问题的方法，由于易实施，因而具有工业开发的价值。
依据本发明的方法，在此给出两种生产一水硫酸亚铁的工艺过程。
图1为由七水硫酸亚铁生产一水硫酸亚铁，图2为由硫酸和铁或含铁原料生产一水硫酸亚铁，据此可以详细介绍本发明。
在本发明中，首先置于反应器中的脱水剂为50～98%(重量)的硫酸溶液，搅拌下逐步升温的同时或者当温度升至70～110℃之后，按脱水剂与七水硫酸亚铁的重量比为13.00～30.00逐渐将七水硫酸亚铁加入到反应器内脱水剂溶液中，加毕维持脱水体系温度70～110℃。由于硫酸具有很强的脱水功能，而七水硫酸亚铁在64.4℃就开始失水转化为一水硫酸亚铁，因此在本发明所给条件下体系中七水硫酸亚铁脱水成为一水硫酸亚铁是强制进行的，这个过程很快，70～110℃下维持良好的搅拌，在0.5～1.5小时内即可完成。脱水体系的强酸性和较快的脱水速度排除了二价铁氧化成为三价铁的可能性，良好的搅拌也使得粒子脱水的程度高度一致，这就为生产出纯白色的一水硫酸亚铁产品提供了十分必要的条件。脱水完成后，进行液固相分离，分离可以采用过滤的方式进行。至此，脱水剂由于获得七水硫酸亚铁失去的水份，本身得到了稀释，分离出后经过或不经过调整仍可作为脱水剂返回使用，但必须保证反应器中脱水剂硫酸浓度为50～98%。分离出的一水硫酸亚铁产品可用少许乙醇洗涤，然后在80～100℃下干燥0.5～1.0小时，最后得到粒子精细、纯白色的一水硫酸亚铁产品。
以上可以看出，全过程脱水体系只是在很短的时间内维持必要的温度，干燥时间也不长，因此总能耗很小;同时由于反应器单位体积内液相脱水处理容量很大且工艺周期很短，故生产能力极高，这是气相干燥脱水法生产一水硫酸亚铁所无法相比的。
上述说明可以说是对图1的详尽解释。图2是图1的延伸，它从硫酸和铁料反应生产七水硫酸亚铁开始。此时，硫酸必须首先作为七水硫酸亚铁的液相脱水剂使用，脱水完成后，稀释后的脱水剂分离出再用去和铁或含铁原料进行生成七水硫酸亚铁的反应。我们知道，浓硫酸不能直接与铁反应生成七水硫酸亚铁，因此现在的工厂都是将其加水稀释后再去和铁反应，即始终存在一个浓酸稀释的工艺过程。本发明则不然，除了首批次七水硫酸亚铁的生产需要有一次浓硫酸稀释操作外，连续生产就省去了这一过程，因为在本发明中，浓酸的稀释是通过获得七水硫酸亚铁的失水而实现的，可见本发明中硫酸的功能得到了充分的发挥。
按照本发明的方法，在原料质量有保障的情况下，可生产出含二价铁不低于32.0%的纯白色一水硫酸亚铁产品。
实施例1在500毫升的烧杯中置入50%硫酸195克，开动搅拌并升温，逐步加入七水硫酸亚铁700克，加毕升温至85～90℃继续搅拌1.0小时，然后过滤，得一水硫酸亚铁用少许乙醇洗涤，取出在80～90℃干燥0.5小时，称得纯白色粒子精细的一水硫酸亚铁375克。经测定其含铁量在32.0%以上。
权利要求
1.一种生产一水硫酸亚铁的新方法，其特征是一水硫酸亚铁是通过在一定条件下使七水硫酸亚铁在脱水剂硫酸溶液中强制脱水生成的，而若以硫酸和铁或含铁原料生产一水硫酸亚铁，则硫酸必须首先作为七水硫酸亚铁的液相脱水剂使用，然后才和铁或含铁原料进行生成七水硫酸亚铁的反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于七水硫酸亚铁在液相被强制脱水时，所采用的脱水剂为硫酸溶液，其硫酸浓度为50～98%(重量);脱水剂与七水硫酸亚铁的重量比为13.00～30.00;脱水温度为70～110℃;脱水时间为0.5～1.5小时;整个脱水过程中，脱水体系得到充分搅拌。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于脱水剂完成使七水硫酸亚铁脱水成为一水硫酸亚铁的作用之后，脱水剂本身得到了稀释，然后从脱水体系中分离出，可继续用作为七水硫酸亚铁的脱水剂或者用于和铁或含铁原料进行生成七水硫酸亚铁的反应。
全文摘要
本发明涉及一种无机盐一水硫酸亚铁的生产方法，其主要特征为一水硫酸亚铁是通过在一定条件下使七水硫酸亚铁在脱水剂硫酸溶液中强制脱水生成的；而若以硫酸和铁或含铁原料生产一水硫酸亚铁，则硫酸必须首先作为七水硫酸亚铁的液相脱水剂使用，然后才和铁或含铁原料进行生成七水硫酸亚铁的反应。与现有工艺方法相比较，本发明能十分显著地降低能耗、提高生产能力，得到质量优异稳定可靠的纯白色一水硫酸亚铁产品。
文档编号C01G49/14GK1110665SQ9510164
公开日1995年10月25日 申请日期1995年2月24日 优先权日1995年2月24日
发明者刘一峰 申请人:刘一峰