[发明专利]一种从盐酸浸淋体系萃取精制铁盐的工艺方法

说明书

本发明公开了一种从盐酸浸淋体系萃取精制铁盐的工艺方法，该方法包括以下步骤：1)向含有二价铁盐的溶液中滴加氧化剂溶液，使二价铁离子被完全氧化，得到含有三价铁盐的水相；2)配制萃取剂有机相；3)将步骤1)得到的水相与步骤2)得到的有机相混合，进行萃取，分离有机相：4)将步骤3)所得到的有机相使用反萃取剂进行反萃取，分相后，收集反萃取液。

技术领域

本发明属于化学萃取提纯技术领域，具体涉及一种从盐酸浸淋体系萃取精制铁盐的工艺方法。

背景技术

应用于高铝粉煤灰、赤泥及其他含铁金属废物的资源化利用，涵盖对象包括高铝粉煤灰、赤泥、含铁金属废物及品位低于高炉冶炼要求的铁矿石。根据统计，我国堆积的高铝粉煤灰达到三亿吨，而蕴藏量达到50亿吨。高铝粉煤灰中三氧化二铝含量在35％～55％之间，按此计算，我国高铝粉煤灰中氧化铝的总含量在17.5～27.5亿吨之间。如果将这些氧化铝利用起来，按目前我国每年的氧化铝需求量(平均每年消耗氧化铝4000万吨)估计，可以满足我国125年所需，由此可以大大减少铝土矿对外依存并可避免国内因开采铝土矿而带来的环境和生态破坏。

从粉煤灰中提取氧化铝，有碱法和酸法两种工艺。碱法比较直接，产品纯度高。但因大量消耗石灰石，在固体废物利用的同时，带来另外一种环境和生态的破坏，也拉高了单位产品的生产成本。和碱法相比较，酸法流程短，成本相对较低。但因为酸浸出法固有的特点，浸出液中除了氧化铝以外，其他金属，如金属铁，价值高昂的稀有金属镓以及粉煤灰中所含的其他重金属铜、锌、铅、汞等都被浸出而进入浸出液。硫酸浸出时，氧化铝回收率低，而且热力学上不占优势。盐酸浸出热力学占优势，而且因为氯离子的配位能力强，所以氧化铝回收率高。但正因为氯离子的配位能力强，在～30％盐酸浸出时，几乎100％的铁也被浸出。如果不将铁除去，将导致氧化铝产品质量不合格。如何除去铁，是盐酸浸出粉煤灰的一个生产瓶颈。从盐酸浸出液中分离铁，一直没有成型的工艺面世，因此在粉煤灰高附加值资源化领域，酸浸法一直被怀疑。究其原因，就是酸浸工艺会将铁等其他杂质金属一并浸出，而且分离困难。如果得以攻克这一难题，则粉煤灰高附加值资源化的瓶颈问题将消失，特别是盐酸浸出法，在工业上实现将变得可行。中国专利CN104946889A公布了用N,N-二甲庚基乙酰胺(胺类萃取剂，工业代号N503)和磷酸三丁酯(TBP)作萃取剂在盐酸介质中分离铁和铝，但这个萃取体系有如下问题：1.N,N-二甲庚基乙酰胺价格太昂贵，每吨价格约15万元人民币，导致运行成本高，实用性差；2.TBP属于磷酸酯类萃取剂，而N503属于胺类萃取剂，两者协同效应差，容易乳化而导致分相困难；3.萃取容量小，饱和萃取容量不到50克/升(以三价铁计)，导致反萃取液中铁的浓度低于80克/升，对后续处理造成一定的难度；4.N,N-二甲庚基乙酰胺对二价副族元素如铜等有较强的萃取能力，导致萃取到有机相的铁杂质含量高，产品纯度有限。其他类似的技术，还不曾见有报道。

发明内容

本发明采用一种对铁有特异性萃取性能的工艺，仅仅将铁萃取到有机相，然后用水反萃取后得到氯化铁溶液。因为萃取过程选择性很强，因此其他杂质金属如铝(对于萃取过程，铝是杂质金属)、镓、铜、锌、铅、汞等，都留在水相。对水相进一步处理，即可得到纯度达到要求的氧化铝产品。本发明的萃取体系由特异性三价铁、甲基异丁酮、磷酸三丁酯和相调节剂正辛醇和二乙基己醇组成，并用少量正戊醇做分相促进剂(减少泡沫状第三相的形成和促进有机相和水相的快速分离)。可使用的氧化剂种类很多，如双氧水、次氯酸钠、氯气、过硫酸铵、氯酸钠等。从经济的角度考虑，氯酸钠在反应过程中获取5个电子，而二价铁转变为三价铁给出一个电子，也就是说，106克氯酸钠可以氧化280克二价铁，比其他氧化剂的效率高很多(比如氯气，71克氯气氧化112克亚铁)，因此本发明优选氯酸钠，也可以选双氧水做氧化剂(34克双氧水氧化112克亚铁，比氯气的效率高一倍，即使考虑双氧水的自分解，也比使用氯气经济得多)。

本发明的具体技术方案是，一种从盐酸浸淋体系萃取精制铁盐的工艺方法，包括以下步骤：

1)向含有二价铁盐的溶液中滴加氧化剂溶液，使二价铁离子被完全氧化，得到含有三价铁盐的水相；