一种铝盐溶液的除铁方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工领域，涉及一种铝盐溶液的除铁方法，尤其是一种硫酸铝溶液的除铁方法。
【背景技术】
[0002]硫酸招产品质量分类所依据的主要技术质量指标是铁的含量，铁含量越高硫酸招质量越低。目前中国生产无铁硫酸铝主要采用硫酸中和氢氧化铝制得，但是一方面氢氧化铝价格昂贵，另一方面中国高品位铝土矿资源匮乏，铁含量较高，生产出的硫酸铝的铁含量多在0.3%以上，不能满足硫酸铝所需的铁含量标准。因此，需要找到一种经济有效的方法来除去硫酸铝中的铁离子。
[0003]现有的除铁方法有很多，主要包括溶剂沉淀法、萃取法、重结晶法等，但这些方法均存在一定缺陷。高锰酸钾氧化沉淀法是通过生成氢氧化铁沉淀来达到除铁的目的，但氢氧化铁沉淀为絮状物，过滤困难，造成操作不便；亚铁氰化钾和铁氰化钾沉淀法生成的沉淀颗粒极细，且为蓝色固体沉淀，过滤困难，易污染产物；有机萃取法是根据有机溶剂和氯化铝溶液互不相溶的性质，利用铁离子在有机相中形成络合物，使铁离子从硫酸铝溶液中转移到有机相中，从而达到除铁的目的，但所用萃取剂(磷酸酯类、胺类、脂肪酸类等)价格昂贵，且存在铁和萃取剂分离的问题，工艺复杂，操作繁琐，不易掌握；中和水解法对水解pH的控制要求高，反应过程易带出其他有价金属，产生大量的氢氧化铁，同样难以沉降、过滤和渣洗涤，甚至导致生产过程由于固液分离困难而无法进行；重结晶法除铁是将硫酸铝晶体高温溶于溶剂达饱和，低温又重新从溶液中结晶的过程，需要重复结晶数次达到除铁的效果，工艺过程复杂，需要控制精确，且能耗大，铝盐损失多。
[0004]综上所述，目前需要解决的关键问题是如何有效降低能耗、简化实验流程、减小成本，并尽可能提高除铁效率等。本发明目的就是提供一种工艺过程简单、耗时短、除铁效率尚、成本低、能耗少的含铁硫酸招溶液除铁方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种铝盐溶液的除铁方法，尤其是一种硫酸铝溶液的除铁方法，相对于现有除铁技术，其优点在于除去硫酸铝溶液中铁杂质的同时，能提高硫酸铝纯度，且对原溶液铁离子浓度没有要求，除杂过程不会引入其它有害杂质，过量的铝丝(粉)可通过过滤操作被轻松回收继续用于除铁，不会对后序工艺造成负面影响。实验表明，采用本发明，硫酸铝溶液中除铁率可达90 %以上。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来解决的:
[0007]一种铝盐溶液的除铁方法，包括以下步骤:
[0008](1)混料:将含铁铝盐溶液与单质铝混合搅拌获得混合液；
[0009](2)磁选:将步骤(1)获得的混合液给入磁选设备分选，得到磁性单质铁粉及含少量单质招的招盐溶液；
[0010](3)过滤:将步骤⑵所得到的含少量单质铝的铝盐溶液进行过滤，得到的滤液为纯净的铝盐溶液，滤渣为单质铝；
[0011](4)回收:将步骤(3)所得单质铝返回步骤(1)循环利用。
[0012]所述步骤(1)中将含铁铝盐溶液与单质铝混合搅拌的时间为3?lOmin。
[0013]所述单质铝为铝丝、铝粉或铝颗粒。
[0014]所述铝盐溶液为硫酸铝溶液。
[0015]所述步骤(1)中单质铝的质量为m(Al) = 0.20m(Fe2 (S04) 3)=
0.20C(Fe2(S04)3)V ;其中，m(Al)为所需加入单质铝的质量，g ；m(Fe2 (S04) 3)为硫酸铝溶液中所含氯化铁杂质的质量，g;C(Fe2(S04)3)为硫酸铝溶液中氯化铁的浓度，g/L ;V为硫酸招溶液质量，Lo
[0016]本发明的有益效果在于:本发明的铝盐溶液的除铁方法，是一种工艺过程简单、耗时短、除铁效率尚、成本低、能耗少的含铁硫酸招溶液除铁方法。
【附图说明】
[0017]图1是关于一种硫酸铝溶液的高效除铁方法的工艺流程图；
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明做进一步详细描述，参见图1，包括下列步骤:
[0019](1)混料:将含铁硫酸铝溶液与一定量铝丝(粉)混合，搅拌一定时间；
[0020](2)磁选:将步骤(1)获得的溶液给入磁选设备分选，得到磁性产品单质铁粉产品及含少量铝丝(粉)的硫酸铝溶液；
[0021](3)过滤:将步骤⑵所得到的含少量铝丝(粉)的硫酸铝溶液进行过滤，得到的滤液为近于纯净的硫酸铝溶液，滤渣为过量的铝丝(粉)；
[0022](4)回收:将步骤(3)所得铝丝(粉)返回步骤(1)继续利用。
[0023]所述步骤(2)中所采用的磁选设备中，与硫酸铝溶液相接触的部分，表面有耐腐蚀涂层。
[0024]本发明的硫酸铝溶液高效除铁的方法对所述的含铁硫酸铝溶液中，铁离子浓度无要求。
[0025](1)测定硫酸铝溶液中氯化铁质量m(Fe2(S04)3) (g)或含铁浓度C (Fe2 (S04) 3)(g)及溶液体积 V (L)，按照公式 m (A1) = 0.20m (Fe2 (S04) 3) = 0.20C (Fe2 (S04) 3) V 计算所需铝丝(粉)质量m(Al) (g);
[0026](2)将含铁硫酸铝溶液与铝丝(粉)混合，搅拌3?lOmin，发生的置换反应方程式为 Fe2 (S04) 3+2A1 = 2Fe+A12 (S04) 3 ；
[0027](3)将步骤(2)获得的溶液给入磁选机分选，得到磁性产品单质铁粉产品及含少量铝丝(粉)的硫酸铝溶液；
[0028](4)将步骤(3)所得到的含少量铝丝(粉)的硫酸铝溶液进行过滤，得到的滤液为近于纯净的硫酸铝溶液，滤渣为过量的铝丝(粉)；
[0029](5)将步骤(4)所得铝丝(粉)返回步骤⑴继续利用。
[0030]以下是发明人给出的实施例，需要说明的是，这些实施例是一些较优的实例，本发明不限于这些实施例。
[0031]实施例1:
[0032]取2L 含铁硫酸铝溶液(A12 (S04) 3，39.64g/L ；Fe2 (S04) 3，11.30g/L)，加入
4.52g铝丝(粉)，搅拌3min，给入磁选机磁选，得到磁性产品单质铁粉洗涤烘干后称质量为5.68g;非磁性产品含铝丝(粉)的硫酸铝溶液，过滤后，对硫酸铝溶液取样测定，得A12 (S04) 3 含量为 40.80g/L，Fe2 (S04) 3 含量 1.16g/L)，经计算除铁率为 90.0%o
[0033]实施例2:
[0034]取3L 含铁硫酸铝溶液(A12 (S04) 3，103.40g/L ；Fe2 (S04) 3，57.91 g/L)，加入36g铝丝(粉)，搅拌5min，给入磁选机磁选，得到磁性产品单质铁粉洗涤烘干后称质量为44.73g;非磁性产品含铝丝(粉)的硫酸铝溶液，过滤后，对硫酸铝溶液取样测定，得A12 (S04) 3 含量为 105.48g/L，Fe2 (S04) 3 含量为 4.67g/L)，经计算除铁率为 91.96%。
[0035]实施例3:
[0036]取5L 含铁硫酸铝溶液(A12 (S04) 3，135.50g/L ；Fe2 (S04) 3，28.62g/L)，加入30g铝丝(粉)，搅拌8min，给入磁选机磁选，得到磁性产品单质铁粉洗涤烘干后称质量为37.31g;非磁性产品含铝丝(粉)的硫酸铝溶液，过滤后，对硫酸铝溶液取样测定，得(A12 (S04) 3 含量为 135.75g/L，Fe2 (S04) 3 含量为 1.99g/L)，经计算除铁率为 93.12%。
[0037]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的【具体实施方式】仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
【主权项】
1.一种铝盐溶液的除铁方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)混料:将含铁铝盐溶液与单质铝混合搅拌获得混合液； (2)磁选:将步骤(1)获得的混合液给入磁选设备分选，得到磁性单质铁粉及含少量单质铝的铝盐溶液； (3)过滤:将步骤(2)所得到的含少量单质铝的铝盐溶液进行过滤，得到的滤液为纯净的铝盐溶液，滤渣为单质铝； (4)回收:将步骤(3)所得单质铝返回步骤(1)循环利用。2.如权利要求1所述的除铁方法，其特征在于:所述步骤(1)中将含铁铝盐溶液与单质招混合搅拌的时间为3?lOmin。3.如权利要求1所述的除铁方法，其特征在于:所述单质铝为铝丝、铝粉或铝颗粒。4.如权利要求1所述的除铁方法，其特征在于:所述铝盐溶液为硫酸铝溶液。5.如权利要求4所述的除铁方法，其特征在于:所述步骤(1)中单质铝的质量为m(Al)=0.20m(Fe2(S04)3) = 0.20C(Fe2 (S04) 3) V ;其中，m(Al)为所需加入单质铝的质量，g ；m(Fe2(S04)3)为硫酸铝溶液中所含氯化铁杂质的质量，g ；C (Fe2 (S04) 3)为硫酸铝溶液中氯化铁的浓度，g/L ;V为硫酸铝溶液质量，L。
【专利摘要】本发明公开了一种铝盐溶液的除铁方法。该方法采用将含铁铝盐溶液与铝丝(粉)混合，使其发生置换反应生成单质铁粉，再通过磁选分离方式将铁粉及铝盐溶液实现分离。该方法对含铁铝盐溶液的铁离子浓度没有限制，在没有引入新杂质的前提下，做到既提高了铝盐溶液的纯度，又去除了其中的铁杂质，并转化为有价值的单质铁粉。与其他除铁方法相比，该方法具有工艺过程简单、耗时短、除铁效率高(可达90％以上)、成本低、能耗少、原料易取得等一系列优点。解决了原有除铁方法工序复杂、除铁效率低、能耗高，对硫酸铝溶液中铁离子浓度要求苛刻等难题。
【IPC分类】C01F7/74
【公开号】CN105293552
【申请号】CN201510716534
【发明人】潘爱芳, 马润勇, 贝晶晶, 古宇声, 曹帅, 肖强
【申请人】长安大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月29日