一种制备高纯度铁盐的方法技术

本发明专利技术描述了一种制备高纯度铁盐的方法，该方法包括以有机铁为原料经升华或蒸馏提纯有机铁，接着再在一定温度下将有机铁炭化成Ｆｅ／Ｃ粉，接着再将Ｆｅ／Ｃ粉与不同的氧化剂反应生成相应的铁盐，或直接将提纯的有机铁与氧化剂反应生成铁的无机盐，再经分离提纯得高纯度铁盐。本发明专利技术所提出的方法是一种十分有效的制备高纯度铁盐的方法，具有较大的工业化生产前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备高纯度铁盐的方法，该方法以有机铁为原料经升华或蒸馏精制提纯，再经炭化制成Fe/C粉，再与氧化剂反应制成相应的铁盐，或直接将提纯的有机铁与氧化剂反应生成铁的无机盐，再经分离提纯得高纯度铁盐。
技术介绍
高纯度铁盐主要用于制药、试剂、标准物质等领域。以往的方法是用电解等制成高纯铁，以除去与铁伴生的各种其它元素，如镍、砷、钴、锰等，其成本非常高而且不易除净这些有害的杂质，生成的铁粉又非常活泼，易生成氧化铁。如果要制备如无水氯化铁、溴化铁这样的不含氧的铁盐就比较困难。CN1231223公开了一种制备高纯铁粉的方法，该方法从选矿开始，通过加捕收剂、抑制剂、调整剂以及腐蚀性极强的氢氟酸来除去铁矿中的其它杂质，然后再在高温下用固体炭和氢气二步脱氧还原，制备出纯度很高的铁粉，这种方法工序繁琐，条件苛刻，还原步骤也很危险。用这种方法制备的铁虽然纯度高，但成本也高，只能用于特种钢的生产，其中的其它重金属仍然在100ppm以上，很难满足对于诸如制药等行业重金属含量小于20ppm的要求。
技术实现思路
因此，本专利技术旨在低成本地制备不含诸如镍，砷，钴，锰之类的其它杂质元素(单项含量不超过10ppm，总量不超过20ppm)的高纯度铁盐。其利用有机铁(如二茂铁)可升华或蒸馏的特点(其它杂质元素不易形成二茂类化合物，或形成后不稳定)，从而将铁与诸如镍，砷，钴，锰之类的其它杂质元素分开。提纯后的有机铁要么炭化形成相对稳定的不含其它杂质元素的铁/炭粉(Fe/C粉)，并且形成的铁/炭粉与氧化剂反应，要么直接与氧化剂反应，从而形成相应的铁盐。-->在第一种情况下，生成的Fe/C粉相对稳定，C也很稳定，用这种含铁的炭粉反应生成铁盐后再分离炭即可得到相应的铁盐。在第二种情况下，也就是一般在希望获得含有结晶水的铁盐或含氧的铁盐时，也可以直接采用氧化剂氧化提纯的有机铁来生成铁的无机盐，再将无机盐与炭及有机物分离即可得到相应的铁盐。本专利技术的方法包括如下步骤：首先以有机铁为原料经升华或蒸馏提纯有机铁，接着再在一定温度下将有机铁炭化成Fe/C粉，接着再将生成的Fe/C粉与氧化剂反应生成相应的铁盐，分离未反应的C粉，结晶得高纯度铁盐。或直接将提纯的有机铁与氧化剂反应生成铁的无机盐，再将无机盐与炭及有机物分离，再经重结晶提纯得高纯度铁盐。通常，高纯度铁盐一般是指某种价态的铁盐本身含量大于99％(重量)，其它杂质元素(例如镍，砷，钴，锰等)含量单项不超过10ppm，总量不超过20ppm。当然，根据实际需要，例如在不要求制备太高纯度铁盐的情况下，利用本专利技术的方法制备纯度比如上定义的高纯度铁盐要低的铁盐也并不背离本专利技术的范围。优选地，所述的有机铁为二茂铁及二茂铁衍生物，优选二茂铁。具体地，所述二茂铁衍生物为甲基二茂铁、乙基二茂铁、丁基二茂铁、乙酰基二茂铁等。所述有机铁的升华或蒸馏可以在常压或减压下进行。优选地，压力为-0.099～+0.1MPa，更优选-0.099～-0.04MPa，温度80℃～380℃，优选温度150℃～220℃。根据需要，升华或蒸馏可以一次完成或多次完成，直至所含的镍、锰、砷、钴等其它杂质元素被除至达到铁盐所要求的质量控制指标。有利地，有机铁炭化的压力是-0.099～20MPa，优选0.1～8.0MPa。有机铁炭化可以用惰性气体保护或不保护，优选保护。所述的惰性气体优选是氮气、氩气等。也可不保护，用于生成含氧的铁盐。有机铁的炭化温度大于380℃。当压力选1MPa以上时，温度优选400℃-800℃，更优选450℃-550℃；当压力选1MPa以下时，温度优选-->800-1500℃，更优选1000-1400℃。加热方式优选地为电加热、电磁波、微波、等离子。所得Fe/C粉为一种含铁量大于30％(重量)的炭粉，该炭粉为纳米级的还原剂，可以用于对其它杂质元素(例如砷、锰、镍、钴等)单项含量要求小于10ppm的有机物的还原制备。用于氧化生成的Fe/C粉的氧化剂有利地是能够与铁反应但不与碳反应的物质。根据所要制备的铁盐来选择相应的氧化剂。优选地，所述氧化剂选自以下物质之一：氯气、溴、氧气、氯化氢、溴化氢、硫酸、硝酸、水、双氧水、有机酸、过氧化物等。所生成的炭为纳米级的活性炭，其粒径小于100nm，可开发新用途，另外这也构成这类活性炭的一种新的生产方法。用于直接氧化提纯的有机铁的氧化剂可以是以下物质之一：硝酸、氧气、空气、双氧水。优选硝酸。选硝酸可直接得到粗品硝酸铁。选氧气、空气、双氧水则得到附载氧化铁的炭粉。在本专利技术中，所生成的铁盐可以是三价铁盐、二价亚铁盐或相应的氧化物。由上述公开的技术方案可见，采用本专利技术的方法，可以利用有机铁易升华或蒸馏的性质，将铁与其它除碳、氢元素以外的元素分开，再将其炭化生成相对稳定的Fe/C粉，再与氧化剂反应生成相应的铁盐，或直接将提纯的有机铁与氧化剂反应生成铁的无机盐，再将无机盐与炭及有机物分离即可得到相应的铁盐，浓缩重结晶得高纯度铁盐，因此，本专利技术所提出的方法是创新性的，具有较大的工业化生产前景。除非另有说明，本专利技术中所涉及的百分含量均为重量百分含量。具体实施方式实施例1在1000ml的反应器中，加入200g二茂铁，体系压力控制在-0.09MPa，加热至180℃，用500ml接收器接收升华出的产品，得190g纯品，经原子吸收分析其中所含的镍，锰，钴，砷等均低于1ppm。在5000ml高压釜中，加入190g上步升华的二茂铁，用高纯氮置-->换三次后，充入2.5MPa氮后密闭系统，以每分钟5℃的速度升温至500℃，并在该温度下保温8小时，系统压力最高可升至5.6MPa，自然冷却，得170g黑色固体产物，其中铁占30％，炭占70％。在1000ml烧瓶中加入500ml 20％稀硫酸，再分批加入170g上述Fe/C粉，过滤浓缩结晶，50℃以下真空干燥得220g七水硫酸亚铁，含量99.3％，经原子吸收分析镍、锰、砷、钴等含量均小于1ppm。实施例2在1000ml的反应器中，加入200g甲基二茂铁，加热至220℃，用500ml接收器接收升华出的产品，得185g纯品，经原子吸收分析其中所含的镍，锰，钴，砷等均低于1ppm。在5000ml高压釜中，加入185g上步升华的甲基二茂铁，用高纯氮置换三次后，充入2.5MPa氮后密闭系统，以每分钟5℃的速度升温至500℃，并在该温度下保温8小时，系统压力最高可升至5.7MPa，自然冷却，得165g黑色固体产物，其中铁占32％，炭占68％。在1000ml烧瓶中加入500ml 20％稀硫酸，再分批加入165g上述Fe/C粉，过滤浓缩结晶，50℃以下真空干燥得230g七水硫酸亚铁，含量99.5％，经原子吸收分析镍、锰、砷、钴等含量均小于1ppm。实施例3在1000ml的反应塔中加入100g用实施例1方法所得的Fe/C粉，用高纯氮置换3次，加热至320℃，通入氯气生成无水氯化铁和炭粉的混合物，生成的三氯化铁在该温度下升华，接收得80g无水氯化铁，含量99.2％，经原子吸收分析镍、锰、钴、砷等含量均小于5ppm。实施例4在1000ml的反应瓶中加入10％HCl，再分批加入100g用实施例1方法所得的Fe/C粉，加完后通入氯气再氧化，过滤浓缩得130g六水三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高纯度铁盐的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：　　　　首先以有机铁为原料经升华或蒸馏提纯有机铁，接着再在一定温度下将有机铁炭化成Ｆｅ／Ｃ粉，接着再将生成的Ｆｅ／Ｃ粉与氧化剂反应生成相应的铁盐，分离未反应的Ｃ粉，结晶得高纯度铁盐，或者直接将提纯的有机铁与氧化剂反应生成铁的无机盐，再将无机盐与炭及有机物分离，再经重结晶提纯得高纯度铁盐。

【技术特征摘要】
1.一种制备高纯度铁盐的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：首先以有机铁为原料经升华或蒸馏提纯有机铁，接着再在一定温度下将有机铁炭化成Fe/C粉，接着再将生成的Fe/C粉与氧化剂反应生成相应的铁盐，分离未反应的C粉，结晶得高纯度铁盐，或者直接将提纯的有机铁与氧化剂反应生成铁的无机盐，再将无机盐与炭及有机物分离，再经重结晶提纯得高纯度铁盐。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的有机铁为二茂铁及二茂铁衍生物，所述的二茂铁衍生物优选为甲基二茂铁、乙基二茂铁、丁基二茂铁、乙酰基二茂铁。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于有机铁升华或蒸馏在常压或减压下进行，优选压力为-0.099～+0.1MPa，更优选-0.099～-0.04MPa，温度为80℃～380℃，优选温度150℃～220℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于有机铁炭化的压力是-0.099～20MPa，优选0.1～8.0MPa，有机铁炭化可以用惰性气体保护或不保护，优选保护，所述的惰性气体优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王研，刘林学，
申请(专利权)人：北京金方博源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]