一种硫酸锌溶液的深度除铁方法及硫酸锌的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硫酸锌溶液的深度除铁方法及硫酸锌的制备方法。所述硫酸锌溶液的深度除铁方法为：调节硫酸锌溶液的pH≥4，然后向其中通入空气进行曝气，使溶液中的亚铁离子氧化成铁离子并进一步生成氢氧化铁胶体沉淀，之后将含有氢氧化铁胶体沉淀的溶液置于80‑100T电磁场或永久磁场环境中静置，使其中的氢氧化铁胶体沉淀迅速长大同时吸附其它悬浮颗粒并沉降，固液分离，收集上层清液，得到除铁后的硫酸锌溶液。本发明专利技术所述的除铁方法使生成的氢氧化铁胶体沉淀快速沉降且锌离子几乎不损失。

A deep iron removal method of zinc sulfate solution and the preparation method of zinc sulfate

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸锌溶液的深度除铁方法及硫酸锌的制备方法
本专利技术涉及一种硫酸锌溶液的深度除铁方法及硫酸锌的制备方法，属于无机化合物的制备

技术介绍
一水硫酸锌(ZnSO4·H2O)是一种重要的无机锌盐，作为锌补充剂广泛用于饲料、肥料、制药、印染、化工、化纤、选矿、防腐、电解等领域。采用氧化锌或次氧化锌生产一水硫酸锌的生产流程一般为：氧化锌或次氧化锌漂洗→氧化锌或次氧化锌+硫酸→浸出反应→过滤→滤液除铁→除镉→压滤→蒸发浓缩结晶→离心脱水→干燥→包装。在一水硫酸锌的生产工艺中，铁等金属杂质和悬浮有机物影响产品的品质，外观发黄。已有的经验表明，当硫酸锌产品中铁离子含量≥20ppm(20mg/L)时，其在存放的过程中颜色会逐渐变黄；而当产品中的铁离子≤5ppm，产品的颜色相对较白。因此，生产中通常需要将过量的铁离子除去以保证产品的色度。现有技术中常用的除铁方法有黄钾铁矾法法(K2Fe6(SO4)12结晶)、针铁矿法(Fe2O3结晶)或中和沉淀法(Fe(OH)3)。针对硫酸锌溶液中的除铁操作，多采用中和沉淀法，如：公开号为CN105274342A的专利技术专利中，采用石灰调节硫酸锌溶液的pH值至3.0以上后，用双氧水氧化酸性硫酸锌溶液中的Fe2+，使其氧化成Fe3+后再加热(至70-100℃，优选约80℃)水解生成氢氧化铁沉淀而将酸性硫酸锌溶液中的铁除去。公开号为CN105753038A的专利技术专利中，向硫酸锌溶液中滴加双氧水，直至将Fe2+完全氧化为Fe3+后，终止反应。公开号为CN107385216A的专利技术专利中公开的除铁操作为：向硫酸锌溶液中通入空气或氧气并搅拌，检测三价铁离子浓度，当Fe3+含量≤5ppm时，继续加热至80-100℃，出现红褐色沉淀直到不再产生为止，立即压滤，滤液进入下一步骤。公开号为CN107385229A的专利技术专利中，公开了一种加压富氧空气氧化脱除含铁、锌溶液中铁的方法，其中的除铁操作为：向含铁、锌溶液中加入铜离子成分，使得铜和铁的质量比为0.01-0.1，恒定pH值为4-4.5，60-70℃下，通压缩富氧空气到溶液中，氧化除铁，使得溶液中铁含量降低至≤30mg/L后，终止压缩富氧空气通入，压滤机压滤。上述申请的共同的特点是产生的沉淀为氢氧化铁胶体沉淀。而本领域技术人员公知，氢氧化铁胶体沉淀难于沉降，现有技术中通常采用加入絮凝剂以加快其沉降，即便如此，沉降的速度及效果仍然不理想，而且，在漫长的沉降过程中，交替离子还会吸附溶液中的锌离子，使得发生共同沉淀，导致渣中含锌量较高，锌损失较大。另一方面，制备一水硫酸锌时必须经过蒸发结晶的过程，蒸发结晶是通过蒸发溶剂，使硫酸锌溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出的过程。但现有技术中大多采用敞开式的蒸发设备及工艺，利用生蒸汽蒸发水分浓缩硫酸锌溶液，二次蒸汽不能重复利用加热浓缩结晶液，一效蒸发蒸汽用量大，蒸汽利用率低，导致工艺能耗高、生产效率低等不足。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种使生成的氢氧化铁胶体沉淀快速沉降且锌离子几乎不损失的硫酸锌溶液的深度除铁方法及硫酸锌的制备方法。本专利技术提供的技术方案之一为一种硫酸锌溶液的深度除铁方法，具体为：调节硫酸锌溶液的pH≥4，然后向其中通入空气进行曝气，使溶液中的亚铁离子氧化成铁离子并进一步生成氢氧化铁胶体沉淀，之后将含有氢氧化铁胶体沉淀的溶液置于80-100T电磁场或永久磁场环境中静置，使其中的氢氧化铁胶体沉淀迅速长大同时吸附其它悬浮颗粒并沉降，固液分离，收集上层清液，得到除铁后的硫酸锌溶液。上述深度除铁方法中，优选是调节硫酸锌溶液的pH＝6.5-7.5，优选是采用氢氧化钠调节，更优选是采用20-30wt％的氢氧化钠溶液进行调节。在通入空气时，通常是通入压缩空气，并优选控制溶液中的活性氧含量为5-12ppm，在此含氧量条件下曝气时间通常≥3h，优选为3-5h。所述调节pH值以及曝气的操作优选是在硫酸锌溶液处于30-40℃的条件下进行。所述含有氢氧化铁胶体沉淀的溶液在80-100T电磁场或永久磁场环境中静置的时间≥1h，申请人的试验结果表明，当在80-100T电磁场或永久磁场环境中静置的时间为5-6h时，不仅可以将氢氧化铁胶体沉淀几乎完全的沉淀下来而且锌离子的损失极小。本专利技术提供的另一技术方案为一种硫酸锌的制备方法，包括获得硫酸锌溶液的步骤、对硫酸锌溶液进行浓度除铁的步骤、对除铁后所得的硫酸锌溶液进行除镉操作以及对除镉后所得的硫酸锌原液进行结晶的步骤，其中：所述对硫酸锌溶液进行浓度除铁的步骤包括：调节硫酸锌溶液的pH≥4，然后向其中通入空气进行曝气，使溶液中的亚铁离子氧化成铁离子并进一步生成氢氧化铁胶体沉淀，之后将含有氢氧化铁胶体沉淀的溶液置于80-100T电磁场或永久磁场环境中静置，使其中的氢氧化铁胶体沉淀迅速长大同时吸附其它悬浮颗粒并沉降，固液分离，收集上层清液，得到除铁后的硫酸锌溶液。上述硫酸锌的制备方法中，所述的对硫酸锌溶液进行浓度除铁的步骤中涉及各操作与前述硫酸锌溶液的深度除铁方法中相同，在此不再详述。上述硫酸锌的制备方法中，所述的对除铁后所得的硫酸锌溶液进行除镉操作与现有技术相同，具体可以是向其中加入锌粉实现，在此不再详述。上述硫酸锌的制备方法中，所述对除镉后所得的硫酸锌原液进行结晶的步骤包括：将二效蒸发器产生的二效二次蒸汽部分用于对硫酸锌原液进行预热，部分送入MVR蒸发器进行处理，产生的加热蒸汽作为二效蒸发器的热源；经预热后的硫酸锌原液分别送入一效蒸发器和二效蒸发器进行蒸发结晶，经过固液分离后收集固体经干燥得到硫酸锌晶体，收集液体返回蒸发结晶工序；所述一效蒸发器以锅炉产生的蒸汽作为热源，一效蒸发器产生的一效二次蒸汽直接作为二效蒸发器的热源。在具体的对除镉后所得的硫酸锌原液进行结晶的步骤中，采用二效蒸发器产生的部分二效二次蒸汽将硫酸锌原液加热至90℃。一效蒸发器产生的一效二次蒸汽以及经MVR蒸发器进行处理后产生的加热蒸汽的温度为139℃，压力为0.25MPa，经预热后的硫酸锌原液在温度为139℃、压力为0.25MPa的蒸汽的作用下进行蒸发结晶。锅炉产生的蒸汽温度为184℃，压力为1.0MPa。本申请所述的技术方案中，所述的硫酸锌溶液为采用次氧化锌与硫酸合成法所得，具体的，是将次氧化锌经漂洗，然后将次氧化锌与硫酸进行浸出反应，过滤，收集滤液即为硫酸锌溶液。本申请所述的硫酸锌溶液中铁离子的含量为≥20ppm。与现有技术相比，本专利技术的特点在于：1、本专利技术所述的除铁方法采用氧气氧化亚铁离子形成铁离子最终生成氢氧化铁胶体沉淀以有效除去硫酸锌溶液中的铁离子，再通过磁场作用使生成的氢氧化铁胶体沉淀快速沉降且锌离子几乎不损失，并回收滤渣里的有机污染物和沉淀下来的少量锌盐，实现硫酸锌溶液的深度净化和资源循环利用，增加一水硫酸锌产品的白度，减少有机污染物排放。2、本专利技术提供的硫酸锌的制备方法中的蒸发结晶工艺，将二效二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硫酸锌溶液的深度除铁方法，其特征在于：调节硫酸锌溶液的pH≥4，然后向其中通入空气进行曝气，使溶液中的亚铁离子氧化成铁离子并进一步生成氢氧化铁胶体沉淀，之后将含有氢氧化铁胶体沉淀的溶液置于80-100T电磁场或永久磁场环境中静置，使其中的氢氧化铁胶体沉淀迅速长大同时吸附其它悬浮颗粒并沉降，固液分离，收集上层清液，得到除铁后的硫酸锌溶液。/n

【技术特征摘要】
1.一种硫酸锌溶液的深度除铁方法，其特征在于：调节硫酸锌溶液的pH≥4，然后向其中通入空气进行曝气，使溶液中的亚铁离子氧化成铁离子并进一步生成氢氧化铁胶体沉淀，之后将含有氢氧化铁胶体沉淀的溶液置于80-100T电磁场或永久磁场环境中静置，使其中的氢氧化铁胶体沉淀迅速长大同时吸附其它悬浮颗粒并沉降，固液分离，收集上层清液，得到除铁后的硫酸锌溶液。


2.根据权利要求1所述的硫酸锌溶液的深度除铁方法，其特征在于：调节硫酸锌溶液的pH＝6.5-7.5。


3.根据权利要求1所述的硫酸锌溶液的深度除铁方法，其特征在于：在通入空气时，控制溶液中的活性氧含量为5-12ppm，曝气时间≥3h。


4.根据权利要求1所述的硫酸锌溶液的深度除铁方法，其特征在于：在80-100T电磁场或永久磁场环境中静置的时间≥1h。


5.根据权利要求1所述的硫酸锌溶液的深度除铁方法，其特征在于：在80-100T电磁场或永久磁场环境中静置的时间为5-6h。


6.一种硫酸锌的制备方法，包括获得硫酸锌溶液的步骤、对硫酸锌溶液进行浓度除铁的步骤、对除铁后所得的硫酸锌溶液进行除镉操作以及对除隔后所得的硫酸锌原液进行结晶的步骤，其特征在于：
所述对硫酸锌溶液进行浓度除铁的步骤包括：调节硫酸锌溶液的pH≥4，然后向其中通入空气进行曝气，使溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，肖宏，刘文武，赵思思，刘钢墙，梁余威，李庭波，唐兴桂，陈乐军，
申请(专利权)人：广西埃索凯生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45