[发明专利]一种制备高纯度铁盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备高纯度铁盐的方法，该方法以有机铁为原料经升华或蒸馏精制提纯，再经炭化制成Fe/C粉，再与氧化剂反应制成相应的铁盐，或直接将提纯的有机铁与氧化剂反应生成铁的无机盐，再经分离提纯得高纯度铁盐。

背景技术

高纯度铁盐主要用于制药、试剂、标准物质等领域。以往的方法是用电解等制成高纯铁，以除去与铁伴生的各种其它元素，如镍、砷、钴、锰等，其成本非常高而且不易除净这些有害的杂质，生成的铁粉又非常活泼，易生成氧化铁。如果要制备如无水氯化铁、溴化铁这样的不含氧的铁盐就比较困难。CN1231223公开了一种制备高纯铁粉的方法，该方法从选矿开始，通过加捕收剂、抑制剂、调整剂以及腐蚀性极强的氢氟酸来除去铁矿中的其它杂质，然后再在高温下用固体炭和氢气二步脱氧还原，制备出纯度很高的铁粉，这种方法工序繁琐，条件苛刻，还原步骤也很危险。用这种方法制备的铁虽然纯度高，但成本也高，只能用于特种钢的生产，其中的其它重金属仍然在100ppm以上，很难满足对于诸如制药等行业重金属含量小于20ppm的要求。

发明内容

因此，本发明旨在低成本地制备不含诸如镍，砷，钴，锰之类的其它杂质元素(单项含量不超过10ppm，总量不超过20ppm)的高纯度铁盐。其利用有机铁(如二茂铁)可升华或蒸馏的特点(其它杂质元素不易形成二茂类化合物，或形成后不稳定)，从而将铁与诸如镍，砷，钴，锰之类的其它杂质元素分开。提纯后的有机铁要么炭化形成相对稳定的不含其它杂质元素的铁/炭粉(Fe/C粉)，并且形成的铁/炭粉与氧化剂反应，要么直接与氧化剂反应，从而形成相应的铁盐。

在第一种情况下，生成的Fe/C粉相对稳定，C也很稳定，用这种含铁的炭粉反应生成铁盐后再分离炭即可得到相应的铁盐。

在第二种情况下，也就是一般在希望获得含有结晶水的铁盐或含氧的铁盐时，也可以直接采用氧化剂氧化提纯的有机铁来生成铁的无机盐，再将无机盐与炭及有机物分离即可得到相应的铁盐。

本发明的方法包括如下步骤：

首先以有机铁为原料经升华或蒸馏提纯有机铁，接着再在一定温度下将有机铁炭化成Fe/C粉，接着再将生成的Fe/C粉与氧化剂反应生成相应的铁盐，分离未反应的C粉，结晶得高纯度铁盐。或直接将提纯的有机铁与氧化剂反应生成铁的无机盐，再将无机盐与炭及有机物分离，再经重结晶提纯得高纯度铁盐。

通常，高纯度铁盐一般是指某种价态的铁盐本身含量大于99％(重量)，其它杂质元素(例如镍，砷，钴，锰等)含量单项不超过10ppm，总量不超过20ppm。当然，根据实际需要，例如在不要求制备太高纯度铁盐的情况下，利用本发明的方法制备纯度比如上定义的高纯度铁盐要低的铁盐也并不背离本发明的范围。

优选地，所述的有机铁为二茂铁及二茂铁衍生物，优选二茂铁。

具体地，所述二茂铁衍生物为甲基二茂铁、乙基二茂铁、丁基二茂铁、乙酰基二茂铁等。

所述有机铁的升华或蒸馏可以在常压或减压下进行。优选地，压力为-0.099～+0.1MPa，更优选-0.099～-0.04MPa，温度80℃～380℃，优选温度150℃～220℃。根据需要，升华或蒸馏可以一次完成或多次完成，直至所含的镍、锰、砷、钴等其它杂质元素被除至达到铁盐所要求的质量控制指标。

有利地，有机铁炭化的压力是-0.099～20MPa，优选0.1～8.0MPa。有机铁炭化可以用惰性气体保护或不保护，优选保护。所述的惰性气体优选是氮气、氩气等。也可不保护，用于生成含氧的铁盐。

有机铁的炭化温度大于380℃。当压力选1MPa以上时，温度优选400℃-800℃，更优选450℃-550℃；当压力选1MPa以下时，温度优选800-1500℃，更优选1000-1400℃。加热方式优选地为电加热、电磁波、微波、等离子。

所得Fe/C粉为一种含铁量大于30％(重量)的炭粉，该炭粉为纳米级的还原剂，可以用于对其它杂质元素(例如砷、锰、镍、钴等)单项含量要求小于10ppm的有机物的还原制备。

用于氧化生成的Fe/C粉的氧化剂有利地是能够与铁反应但不与碳反应的物质。根据所要制备的铁盐来选择相应的氧化剂。优选地，所述氧化剂选自以下物质之一：氯气、溴、氧气、氯化氢、溴化氢、硫酸、硝酸、水、双氧水、有机酸、过氧化物等。

所生成的炭为纳米级的活性炭，其粒径小于100nm，可开发新用途，另外这也构成这类活性炭的一种新的生产方法。