[发明专利]硫磺还原分解铁的硫酸盐制备氧化铁红联产硫酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫磺还原分解铁的硫酸盐直接制备铁红联产硫酸的方法，属于无机化合物制备方法领域。

背景技术

氧化铁红是一种红色颜料，成分为三氧化二铁，具有很高的遮盖力和着色力，有优越的耐光、耐高温性能、耐碱性，被广泛用于橡胶、油漆、人造大理石的着色剂，以及陶瓷、造纸、油墨和美术颜料等。中国是氧化铁红生产大国,氧化铁红产量的2/3是用于出口的。目前氧化铁红生产主要是以氧化铁皮为原料，但由于原材料的涨价致使成本较高，并且近年来，随着国家对环境保护的越来越重视，对企业的环保要求也越来越高，使企业难以扩大生产规模，造成氧化铁红市场紧张，因此亟待开发一种成本低，环保的生产新工艺。

夏新蕊等研究了利用钛白废渣硫酸亚铁干法制备氧化铁红颜料，将硫酸亚铁在500℃下煅烧成硫酸铁，再将硫酸铁在800℃下煅烧，制成氧化铁红，由于色泽较差增加了包膜处理。此法耗时长，煅烧硫酸铁生成大量SO₃，对设备要求高。公开号为CN102431976A的中国专利公开了一种通过钛白废渣湿法制备颜料及氧化铁红的方法，通过硫酸亚铁除杂，制得硫酸亚铁溶液，通过加入氨水制备铁黑沉淀，在600～750℃煅烧制得氧化铁红，但副产硫酸铵废液仍需进一步处理。公开号为CN102649588A的中国专利公开了一种用钛白副产物硫酸亚铁生产氧化铁红的方法，将含杂硫酸亚铁通过净化除杂，通过结晶制备纯净硫酸亚铁，于800～900℃锻烧1～4h制备氧化铁红，产品杂质含量少，铁回收率高，但生产过程煅烧温度高，生成的气体含有大量SO₃，对设备腐蚀大。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种硫磺还原分解铁的硫酸盐直接制备铁红联产硫酸的方法，具有操作简单，工艺流程短，原料来源广泛并且价格低廉等特点。

本发明的技术方案：

本发明提供一种硫磺还原分解铁的硫酸盐直接制备氧化铁红联产硫酸的方法，包括如下步骤：

a将铁的硫酸盐于温度400～800℃中，通入气态硫磺，反应20～120min，制得氧化铁红和二氧化硫气体；

b步骤a所得的二氧化硫气体用于制备硫酸。

所述步骤a中的铁的硫酸铁盐为硫酸亚铁或硫酸高铁中的至少一种。

所述步骤a中铁的硫酸盐的含水量≤15wt%。

优选的，所述步骤a中铁的硫酸盐或铁氧化物控制其含水量≤15wt%的方法为：于90～400℃下干燥5～60min即可。

优选的，所述步骤a中还通入还原性小于气态硫磺的气体形成混合气体，其中，气态硫磺与混合气体的体积比≤40%。

所述还原性小于气态硫磺的气体为氮气、气态硫、二氧化碳或二氧化硫中的至少一种。

本发明的有益效果：

1、由于本发明采用的是一段法还原分解铁的硫酸盐，操作简单。

2、由于本发明采用的是气态硫磺还原分解铁的硫酸盐，无论从理论反应发生温度还是反应物之间的接触面积来说，反应都更容易发生。本发明铁的硫酸盐的分解率一般可达到90%以上。

4、本发明分解产生的尾气中SO₂浓度高，可直接用两转两吸生产硫酸。

5、本发明工艺适合于大规模的生产，它具有工艺简单，生产周期短，易于控制，便于推广，产物纯度高等特点。

具体实施方式

本发明提供一种硫磺还原分解铁的硫酸盐直接制备铁红联产硫酸的方法，包括如下步骤：

a将铁的硫酸盐于温度400～800℃中，通入气态硫磺，反应20～120min，制得铁红和二氧化硫气体；

b步骤a所得的二氧化硫气体用于制备硫酸。

本发明a步骤中，限定上述温度为400～800℃，反应时间为20～120min，主要因为时间短温度低的话，转化率低、反应速度慢；时间长、温度高的话主要是能耗高，还有如果时间过长并一直保持有硫磺通入的话，产物很可能变成二硫化亚铁。

所述步骤a中的铁的硫酸铁盐为硫酸亚铁或硫酸高铁中的至少一种。

所述步骤a中铁的硫酸盐的含水量≤15wt%。

优选的，所述步骤a中铁的硫酸盐或铁氧化物控制其含水量≤15wt%的方法为：于90～400℃下干燥5～60min即可。

优选的，所述步骤a中还通入还原性小于气态硫磺的气体形成混合气体，其中，气态硫磺与混合气体的体积比≤40%；气态硫磺是不能过量的，当混合气体气速是一定的，如果气态硫磺体积份率过高的话，那么通入相同的硫磺量所用的时间就少，也就是反应时间就短，但短时间内反应时不能进行完全的。