[发明专利]多硫酸铁溶液的制法

说明书

本发明是关于多硫酸铁(ferric polysulfate)溶液的制造方法，该多硫酸铁溶液以切屑、转炉粉尘、高炉灰、废水处理中的中和了的淤渣或其燃烧渣，例如：金属铁、氢氧化亚铁、氧化铁为原料。

已提出的多硫酸铁的制法有：本专利申请人(发明人：三上八州家、竹井一步)先前申请的专利842085号中采用硫酸亚铁氧化得到SO₄/Fe摩尔比在1.5以下的方法、采用在相当于1摩尔四氧化三铁加3摩尔以上4摩尔以下硫酸的四氧化三铁高分子化的方法(特公平2-22012)以及用三氧化二铁部分中和硫酸铁的方法(特开平6-47205)等。

然而，在上述的842085号专利所提出的方法中还存在着下面的缺点：由于方法采用了以氮的氧化物为催化剂而由氧来氧化，结果是在产品中含很多的NO₃，而且制造也极费时间。对特公平2-22012号来说，它以四氧化三铁为原料，而四氧化三铁溶于盐酸但难溶于硫酸，在约90℃高温下1摩尔四氧化三铁需加入3摩尔以上4摩尔以下的硫酸才能高分子化，在实用上难于保证足够高的OH值，这是该法之缺点。至于特开平6-47205所请求保护的方法之缺点是产品的稳定性差、成本高。

本发明人等为克服上述缺点进行了长期的精心探索，发现了如下结果：

(1)以转炉粉末、高炉灰、废水处理中的中和了的淤渣或其燃烧渣、切屑等铁原料与存在有三价铁的硫酸溶液在SO₄/Fe摩尔比1.50以上1.75以下，最好在1.60以上1.70以下时反应，得到Fe浓度为170克/升～180克/升的多硫酸铁溶液；

(2)为得到上述溶液，反应温度要在60℃以上95℃以下，65℃以上85℃以下更好，70℃以上80℃以下最好；

(3)基础硫酸溶液中的三价铁的浓度以5克/升～50克/升为合适，如图1所示，当低于5克/升时由三价铁与浸出率的关系可见效果不好，而在高于50克/升后占170克/升～180克/升的多硫酸铁溶液总数的1/4～1/3，经济价值就低了，难有商业价值；

(4)当SO₄/Fe摩尔比在1.50以上1.75以下，反应的溶液中有游离酸，若在其中加入硫酸亚铁之类二价铁，因氧化有可能使SO₄/Fe摩尔比降至1.50以下，这样制得的絮凝剂具有与已有的多硫酸铁同样的效果。

本发明在上述各点基础上，成功的实现以含三价铁的转炉粉尘、高炉灰、废水处理淤渣燃烧灰(燃烧渣)、中和了的淤渣以及金属加工中产生的切屑的金属铁等作为铁的原料以代替原来的硫酸亚铁，用含5克/升～50克/升三价铁的硫酸铁溶液溶解的实用化。

表1示出了用上述铁原料的实例，其中对于各种原料，由三价铁浓度为0克/升制得的是已有产品，而由8克/升则制得本发明产品。由表可见，当溶液中存在三价铁为8克/升时，浸出率要比不存在三价铁的情况高出约10％。