[发明专利]一种利用硫酸亚铁制备氧化铁红的方法

说明书

本发明公开了一种利用硫酸亚铁制备氧化铁红的方法，该方法包括以下步骤：按硫酸亚铁与氢氧化钠摩尔比为1:3～3:1，将氢氧化钠溶液与硫酸亚铁溶液混合，控制反应体系的pH值为8～11，曝气反应，制得铁红晶种；按硫酸亚铁与铁红晶种摩尔比(0.3～0.8):1，将硫酸亚铁溶液与铁红晶种混合，一次调节反应体系初始pH值为7～10，60～90℃下搅拌反应6～12h后，制得氧化铁红沉淀。本法的突出优势在于晶种制备过程氧化时间短，2h内即可制得氧化铁红晶种，制备效率较高。在氧化合成阶段，一次调节反应液pH值，生产氧化铁红所需时间在12h以内，极大的缩短制备时长，且反应液中无亚铁离子存在，减少后续废水的处理难度。

技术领域

本发明涉及一种利用硫酸亚铁制备氧化铁红的方法。

背景技术

硫酸亚铁是硫酸法钛白粉生产中排出的一种工业固体废物，其化学组成是FeSO₄·7H₂O，由于其含有的杂质较多而无法被直接利用。目前仅有部分硫酸亚铁精制后得以利用，其余均以堆存方式处置，这不仅对环境造成影响，而且造成铁资源的浪费。

氧化铁红又称铁红，其化学式为α-Fe₂O₃，是一种应用广泛的无机颜料。氧化铁红因其着色强度高、耐酸碱、纯度高、热稳定性好，广泛应用于磁性材料、涂料领域、催化领域和生物医学等行业。

目前，氧化铁红的制备方法可以分为干法和湿法两大类。干法工艺主要包括硫酸亚铁煅烧法、铁黄煅烧法和铁黑煅烧法；湿法工艺主要包括硝酸法、硫酸法、混合酸法。

上述技术方法中，干法工艺煅烧温度高，导致能耗高，同时高温煅烧容易引起晶体团聚，所得材料分散性差，影响氧化铁红的品质。湿法工艺生产中会产生氮氧化物废气和酸性废水，环境问题突出，不符合清洁生产的要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种成本低、能耗低，易大规模生产，反应时间短，杜绝氨氮、硝氮废水和氮氧化物废气等污染，且产品性能优异的氧化铁红制备方法。本发明仅以工业固体废弃物硫酸亚铁为铁源，利用空气氧化法制得氧化铁红，硫酸亚铁利用率高，具有良好的经济效益和环境效益，同时，制得的氧化铁红品质高，纯度在96％以上，达到GB1863-2008产品技术要求。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种制备氧化铁红的方法，包括以下步骤：

(1)按硫酸亚铁与氢氧化钠摩尔比为1:3～3:1，将氢氧化钠溶液与硫酸亚铁溶液混合，控制反应体系的pH值为8～11，曝气反应，制得铁红晶种；

(2)将硫酸亚铁与铁红晶种摩尔比(0.3～0.8):1，将硫酸亚铁溶液与铁红晶种混合，一次调节反应体系初始pH值为7～10，60～90℃下搅拌反应6～12h后，制得氧化铁红沉淀；

优选地，所述硫酸亚铁溶液的浓度为0.5～1mol/L，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.5～3mol/L；

步骤(1)所述的曝气反应，曝气时间为30min～2h；

步骤(2)制得氧化铁红沉淀后，将沉淀过滤、洗涤、烘干、研磨，制得氧化铁红产品；

所述的烘干优选在105℃下烘干。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)相较于湿法制备加以铁皮的生产方式造成原料成本高的问题，本申请仅以工业废弃物硫酸亚铁为铁源，同时空气氧化曝气成本低廉，制备出氧化铁红具有良好的经济效益和环境效益。

(2)本发明相较于现有技术在低温体系下制备氧化铁红，避免了湿法工艺能耗高、氨氮、硝氮废水和氮氧化物废气等二次污染严重等不足的问题，工艺流程简便，适合大规模工业应用。