硫铁矿还原法制备绿矾及其母液回收新技术
硫铁矿烧渣是硫酸工业的固体废物,综合利用硫铁矿烧渣具有十分重要的意义.本文利用硫铁矿烧渣制备得到高质量绿矾,将绿矾母液与氨反应得到硫酸亚铁铵,达到了清洁生产绿矾的目的.在硫酸溶液中,加入硫铁矿烧渣,在搅拌下,控制反应温度为115℃,反应4h后过滤得到烧渣酸浸液.硫铁矿化学性质极其稳定,通常条件下与硫铁矿烧渣酸浸液中Fe<'3+>反应速度很慢.硫铁矿经机械活化后反应活性大大提高,扫描电镜(SEM)实验表明硫精矿为块状体,球磨后硫精矿表面呈颗粒状,并有团聚现象,反应后团聚现象消失.通过对机械活化硫铁矿与硫铁矿烧渣酸浸液中Fe<'3+>反应动力学的研究,得出该反应符合收缩未反应芯模型,属化学控制.反应动力学方程为1-(1-X<,b>)<'1/3>=kt,k=82.12e<'-35120>/RT,活化能E<,0>=35.12kJ·mol<'-1>.研究结果表明提高反应温度可以明显提高FeS<,2>与Fe<'3+>反应速度,实验结果也得到证实.溶液中FeS<,2>与Fe<'3+>发生如下反应FeS<,2><'+>14Fe<'3><,+>+8H<,2>O=15Fe<'2+>+2SO<,4><'2->+16H<'+>,FeS<,2>+2Fe<'3+>=3Fe<'2+>+2S ↓.利用处理后绿矾母液制备工业级莫尔盐适宜条件是搅拌速度为200~350转/分钟、Fe<'3+>浓度≤0.05mol/L、反应终点pH值为1.5~2.5、氨气流量为0.1~0.4m<'3>/h.当母液中亚铁和硫酸浓度调节分别为1.654mol/L时,上述条件下制备得到的莫尔盐、硫酸亚铁回收率为85.20﹪.硫铁矿作还原剂制得绿矾质量好于GB10531-89优等品质量,接近GB664-93化学试剂.工业级莫尔盐样品质量达到企业标准,(Fe(NH<,4>)<,2>(8O4)<,2>·6H<,2>O含量≥98﹪,水不溶物≤0.1﹪).
硫铁矿;硫铁矿烧渣;机械活化;绿矾;反应动力学;莫尔盐
中南大学
硕士
冶金物理化学
郑雅杰;陈文汨
2004
中文
X751
59
2005-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）