含无定形羟基氧化铁的物料的制备及其再生方法技术

本发明专利技术涉及一种含无定形羟基氧化铁的物料的制备方法以及其作为脱硫剂使用后的两种再生方法。使用本发明专利技术方法所制备的含无定形羟基氧化铁的物料中无定形羟基氧化铁的含量高，可以达到６５－１００％，因此所述物料的硫容高；所述物料作为脱硫剂使用后其中的无定形羟基氧化铁还可重复再生使用多次，解决了现有技术中的脱硫剂使用一次后不能再生或再生成本高所导致的只能将大量废剂填埋，不仅浪费原脱硫剂中的有效资源，而且给环境造成严重的污染的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含无定形羟基氧化铁的物料的制备方法及所制得的含无定形羟基氧化铁的物料作为脱硫剂使用后的再生方法，属于脱硫剂

技术介绍
羟基氧化铁(Fe00H)因具有良好的脱硫性能在化学化工领域被广泛用作脱硫剂。如在日本专利文献JP5329362A中公开了一种用于脱除工业废水中的硫化氢的P -FeOOH脱硫剂及其制备方法。在题目为《不同方法制备羟基氧化铁的脱硫活性研究》(《煤炭转化》第29巻第3期)的文章中研究了不同晶态的羟基氧化铁如a -FeOOH， P -FeOOH， Y -FeOOH和无定形羟基氧化铁的常温煤气脱硫活性，其中无定形羟基氧化铁具有较高的脱硫活性，然而该文章主要探讨了用不同制备方法所得到的不同晶态羟基氧化铁的脱硫活性，并没有研究可以稳定地得到较高纯度的无定形羟基氧化铁物料的方法，另一方面，所公开的制备无定形羟基氧化铁的方法为实验室方法，需要氮气保护，工艺比较复杂，且用双氧水作为氧化剂存在所生成的产物结构致密，孔道不发达，硫容不高的缺点，因此不符合工业化大批量生产的要求。另外，在该文章中也没有公开关于羟基氧化铁可以再生以及再生方法的内容。 现有技术中，尤其是在工业应用方面，无定形羟基氧化铁脱硫剂较少，即使市场上销售的所谓的无定形羟基氧化铁脱硫剂，因其中无定形羟基氧化铁的含量很低(低于40% )，而其它不能再生的铁的氧化物如四氧化三铁、三氧化二铁或其它晶态的羟基氧化铁的含量高，导致这些无定形氧化铁脱硫剂产品不但脱硫性能差，而且再生困难，即使再生也没有实用价值。 本申请人一直致力于无定形羟基氧化铁脱硫性能的研究，早在2006年发表的题目为《一种高硫容氧化铁脱硫剂活性组分的表征》(见全国气体净化信息站2006年技术交流会论文集第107至111页)的文章中就已经公开了无定形羟基氧化铁的实验室制备思路，并对所得到的无定形羟基氧化铁的硫容进行了测定，而且通过实验数据验证了所述无定形羟基氧化铁脱硫和再生的反应机理。 然而，上述研究还处于实验室摸索阶段，所制备的产物中仍含有较大量的四氧化三铁、三氧化二铁和其它晶态的羟基氧化铁，无定形羟基氧化铁的含量没有达到理想的程度，而且对其再生方法也没有进行系统研究，只公开了所制备的含无定形羟基氧化铁的产物在自然状态下在空气中可以氧化再生，而并没有对其在工业上的再生方法作研究。 本申请人进行上述研究的最终目的是为了实现在工业上可以大批量生产出纯度及硫容高的无定形羟基氧化铁及所述无定形羟基氧化铁使用后在工业上的大批量再生，如果这两点能够实现则对于脱硫剂领域来说是一个重大的变革，可以解决现有技术中的脱硫剂所存在的以下两个缺点(l)由于羟基氧化铁的制备受到反应条件如K1值、温度、氧化剂等的强烈影响，不同的制备方法将得到不同晶相的羟基氧化铁或得到其它铁的氧化物(如四氧化三铁，三氧化二铁)，所以所制备的物料中无定形羟基氧化铁的含量低(低于40% )，导致其硫容低、不能再生等；(2)现在所用的其它类型的脱硫剂不能再生或再生成本高，导4致只能将大量废剂填埋，不仅浪费原脱硫剂中的有效资源，而且给环境造成了严重的污染。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中所制备的物料中无定形羟基氧 化铁含量低，从而提出一种可在工业上大批量、稳定地生产无定形羟基氧化铁含量高的物 料的方法。 本专利技术所要解决的另一个技术问题在于提供所述含无定形羟基氧化铁的物料作 为脱硫剂使用后的重复再生的方法。 为解决上述技术问题，本专利技术的一种含无定形羟基氧化铁的物料的制备方法，包 括以下步骤(l)将固体可溶性亚铁盐配制成溶液待用；(2)将固体氢氧化物与步骤(1)的 溶液混合使两者进行反应，控制反应温度不超过7(TC ;(3)将步骤(2)所得到的物料过滤， 滤饼用水洗；(4)将步骤(3)中得到的滤饼配成悬浮液，通入含氧气的气体进行氧化，然后 进行过滤、干燥，即得到含无定形羟基氧化铁的物料。 在所述步骤(2)中，所述固体氢氧化物为第IA族或第IIA族元素的氢氧化物。在 所述步骤(2)中，控制反应终点时溶液的ra值的范围为7. 5-8.5。在所述步骤(3)中，滤饼 用水洗，使所述滤饼中的第IA族或第IIA族元素的离子的质量百分浓度小于0. 5%。在所 述步骤(2)中，控制反应温度不超过5(TC。在所述步骤(4)中，所配制的所述悬浮液中的 固体质量百分含量为5-30%。所配制的所述悬浮液中的固体质量百分含量为10-15%。在 所述步骤(4)中，所述干燥温度不超过10(TC。在所述步骤(4)中，所述含氧气的气体为空 气。在所述步骤(4)中，通入含氧气的气体进行氧化，直至悬浮液中亚铁离子与铁元素的质 量比小于1%。所制备的物料中无定形羟基氧化铁的质量百分含量为65-100%，其余组分 为水和反应副产物。 所述含无定形羟基氧化铁的物料作为脱硫剂使用后的再生方法，包括以下步骤 (a).将所述含无定形羟基氧化铁的物料作为脱硫剂使用后的废剂研磨成颗粒，得到废剂 粉；(b).将所述废剂粉配成悬浮液，通入含氧气的气体进行氧化，使所述悬浮液中的铁硫 化物转化为无定形羟基氧化铁和单质硫，形成含所述无定形羟基氧化铁和单质硫的浆液； (c).过滤所述浆液得到固体物料，用溶剂萃取所述固体物料中的单质硫，萃取后剩余的固 体即为含再生的无定形羟基氧化铁的物料。 所述物料的再生实际上是所含的无定形羟基氧化铁的再生，无定形羟基氧化铁脱 硫及再生的原理为2Fe00H+3H2S = Fe2S3 H20+3H20， Fe2S3 H20+3/202 = 2Fe00H+3S。 在所述步骤(a)之前，还包括一个用水洗涤所述废剂的步骤。在所述步骤(c)中， 萃取后分出的溶液经浓縮得到结晶的单质硫。在所述步骤(b)中，所配制的悬浮液中的固 体质量百分含量为5-30%，优选10-15%。在所述步骤(b)中，所述含氧气的气体为空气。 在所述步骤(c)中，所用溶剂为非极性溶剂。所述非极性溶剂为四氯化碳或二硫化碳。在 所述步骤(a)中，废剂研磨为100-400目的颗粒，优选为200目。 所述含无定形羟基氧化铁的物料作为脱硫剂使用后的再生方法，包括以下步骤 (I)将所述无定形羟基氧化铁作为脱硫剂使用后的废剂研磨成颗粒，得到废剂粉；(II)将 所述废剂粉配成悬浮液，通入含氧气的气体进行氧化，使所述悬浮液中的铁硫化物转化为 无定形羟基氧化铁和单质硫，形成含所述无定形羟基氧化铁和单质硫的浆液；(III)将所述浆液或将所述浆液过滤后得到的固体物料置于容器中，通入空气，使所述单质硫上浮，容 器下部的沉淀物为再生的无定形羟基氧化铁。 在所述步骤(I)之前，还包括用水洗涤所述废剂的步骤。在所述步骤(III)之后， 还包括将所述上浮的单质硫分出的步骤。在所述步骤(II)中，所配制的悬浮液中的固体质 量百分含量为5_30%，优选10-15%。在所述步骤(II)中，所述含氧气的气体为空气。在所 述步骤(III)中，在所述容器中加入助剂以利于所述单质硫的上浮。所述助剂为水玻璃和 煤油。在所述步骤(III)中，所用的容器为浮选槽。在所述步骤(I)中，废剂研磨为100-400 目的颗粒。将废剂研磨为200目的颗粒。 本专利技术的无定形羟基氧化铁中的氧原子呈立方密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含无定形羟基氧化铁的物料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：　　（１）将固体可溶性亚铁盐配制成溶液待用；　　（２）将固体氢氧化物与步骤（１）的溶液混合使两者进行反应，控制反应温度不超过７０℃；　　（３）将步骤（２）所得到的物料过滤，滤饼用水洗；　　（４）将步骤（３）中得到的滤饼配成悬浮液，通入含氧气的气体进行氧化，然后进行过滤、干燥，即得到含无定形羟基氧化铁的物料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振义，喻永生，林科，
申请(专利权)人：北京三聚环保新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]