[发明专利]一种无铁Zr(SO4)2的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫酸锆的生产方法，尤其是一种无铁Zr(SO₄)₂的生产方法。

背景技术

工业生产硫酸锆的工艺主要有：一种是锆英石经过烧结或碱熔经过水洗、硫酸浸出、氨水沉淀、洗涤除钠、硫酸溶解、蒸发结晶、重结晶得到硫酸锆产品。另一种是锆英石经过碱熔、水洗、盐酸浸出、水解、硫酸溶解、结晶得到硫酸锆产品。上述两种生产工艺都要经过酸洗，原料中的金属杂质铁与酸反应进入到硫酸锆溶液中，影响产品的质量。工业除铁通常在酸洗后加入氧化剂，将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，调节溶液酸度Fe³⁺生成Fe(OH)₃沉淀分离。这种分离Fe³⁺方法不完全，Fe(OH)₃过滤困难，而且一部分Zr(SO₄)₂也会生成Zr(OH)₄沉淀造成损失。或者采用加盐酸除铁的方法，即在一次结晶过程中加入一定量的盐酸，使铁形成[FeCl₄]^-不与硫酸锆形成共晶和减少被硫酸锆吸附达到除铁效果，这种方法设备腐蚀严重。

因此，一种既能够将铁元素分离完全，又不腐蚀设备的无铁Zr(SO₄)₂的生产方法成为解决问题的关键。

发明内容

作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现：将硫酸锆溶液中的Fe³⁺还原为Fe²⁺，制备无铁的Zr(SO₄)₂，能够将铁元素分离完全，又不腐蚀设备。

本发明的一个目的提供一种无铁Zr(SO₄)₂的生产方法,既能够将铁元素分离完全，又不腐蚀设备。

为实现上述目的，本发明提供一种无铁Zr(SO₄)₂的生产方法，包括如下步骤：

a、将含有二价铁离子和三价铁离子的硫酸锆溶液置于容器中，不断搅拌并向容器中滴加有机还原剂溶液，直至不再有三价铁离子检出；再用氨水溶液调节溶液的pH值调节至3～5；

b、不断搅拌并向经步骤a反应后的溶液中滴加邻菲罗啉溶液，直至不再有二价铁离子检出，再向容器内不断滴加可溶性氯化物溶液或苦味酸钠溶液, 直至不再有沉淀生成，进行固液分离后，所得液体即为无铁Zr(SO₄)₂溶液。

优选的是，步骤a中所述的有机还原剂为盐酸羟胺或抗坏血酸中的任意一种。

优选的是，步骤a中所述的有机还原剂为盐酸羟胺。

优选的是，步骤a中氨水溶液的质量分数为25％～28％。

优选的是，步骤b中所述邻菲罗啉溶液的质量分数为5-10％。

优选的是，步骤b中所述可溶性氯化物为氯化钠、氯化钙或氯化钾中的任意一种。

优选的是，将1重量份经步骤b中固液分离后得到的固体置于容器中，再加2.95～3.05重量份的水，在75～80℃下，再滴加2.6～2.8质量份的质量分数为10％的氢氧化钠溶液，反应25～30min，固液分离后，获得C₁₂H₈N₂溶液。

优选的是，在步骤a中，向硫酸锆溶液中滴加硫氰酸钾溶液不再显红色或者向硫酸锆溶液中滴加亚铁氰化钾溶液不再显蓝色，视为不再有三价铁离子检出。

优选的是，在步骤b中，向溶液中滴加铁氰化钾不再有蓝色沉淀生成，视为不再有二价铁离子检出。

优选的是，盐酸羟胺溶液的质量分数为10-20％。

本发明的有益效果是：不用改变原来生产工艺流程；铁分离完全；产品纯度高；无废弃物产生；沉淀剂可以回收再利用，生产成本低；沉淀剂剂选择性高，产品损失小；在酸性条件下不产生Zr(OH)₄沉淀。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

a、将含有二价铁离子和三价铁离子的硫酸锆溶液置于容器中，不断搅拌并向容器中滴加质量分数为15％的盐酸羟胺溶液，当向硫酸锆溶液中滴加硫氰酸钾溶液不再显红色时，视为不再有三价铁离子检出；再用质量分数为26％的氨水溶液调节溶液的pH值调节至4；在此过程中，发生如下化学反应方程式：