一種氯化鋁溶液的除鐵方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于化工領域，涉及一種鋁鹽溶液的除鐵方法，尤其是一種氯化鋁溶液的除鐵方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氯化鋁溶液是制備三氯化鋁、聚氯化鋁、堿式氯化鋁等產(chǎn)品的重要原料。氯化鋁溶液既可以通過金屬鋁、(氫)氧化鋁粉的酸溶獲得，也可以通過鋁土礦、赤泥、粉煤灰以及煤矸石作為生產(chǎn)原料制備而獲得。所獲得的氯化鋁溶液在生產(chǎn)或儲運過程中，由于原料純度問題或受管道、容器等因素的影響，常常會有一定量的鐵離子進入產(chǎn)品，由此導致其純度達不到要求而需要進行除鐵。因此，如何更加經(jīng)濟、高效、節(jié)能、便捷的除去氯化鋁溶液中的鐵雜質(zhì)，獲得高純度氯化鋁溶液，乃至制備低鐵聚合氯化鋁、堿式氯化鋁和低鐵結(jié)晶氯化鋁等產(chǎn)品具有非常重要意義。
[0003]工業(yè)生產(chǎn)中通常采用經(jīng)過除鐵處理的氫氧化鋁或氧化鋁為原料來生產(chǎn)低鐵氯化鋁溶液，這限制了生產(chǎn)氯化鋁的原料來源，并且增加了生產(chǎn)成本。所以，如何除去氯化鋁溶液中的鐵離子成為目前被廣泛關注的問題之一?，F(xiàn)有的氯化鋁溶液除鐵方法較多，包括樹脂交換法除鐵，是將含鐵的氯化鋁溶液通入樹脂柱中，利用樹脂對鐵的吸附能力進行除鐵，要求氯化鋁溶液的pH值為1.0-3.0，較難控制；重結(jié)晶法除鐵，是將氯化鋁晶體高溫溶于溶劑達飽和，低溫又重新從溶液中結(jié)晶的過程，需要重復結(jié)晶數(shù)次達到除鐵的效果，工藝過程復雜，需要控制精確，且能耗大。有機萃取法除鐵，是根據(jù)有機溶劑和氯化鋁溶液互不相溶的性質(zhì)，利用鐵離子在有機相中形成絡合物，使鐵離子從氯化鋁溶液中轉(zhuǎn)移到有機相中，從而達到除鐵的目的，但所用萃取劑(磷酸酯類、胺類、脂肪酸類等)價格昂貴，且存在鐵和萃取劑分離的問題。沉淀法除鐵，是利用有機或者無機的沉淀劑選擇性的將氯化鋁溶液中的鐵離子沉淀下來，過濾分離，達到降低氯化招中鐵離子含量的問題，此反應過程會產(chǎn)生大量的氫氧化鐵絮狀物，難以沉降、過濾和洗滌，甚至導致生產(chǎn)過程由于固液分離困難而無法進行。
[0004]綜上所述，目前需要解決的關鍵問題是如何有效降低能耗、簡化實驗流程、減小成本，并盡可能提高除鐵效率等。本發(fā)明目的就是提供一種工藝過程簡單、耗時短、除鐵效率高、成本低、能耗少的含鐵氯化鋁溶液除鐵方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種氯化鋁溶液的除鐵方法，相對于現(xiàn)有除鐵技術(shù)，其優(yōu)點在于除去氯化鋁溶液中鐵雜質(zhì)的同時，能提高氯化鋁純度，且對原溶液鐵離子濃度沒有要求，除雜過程不會引入其它有害雜質(zhì)，過量的鋁絲(粉)可通過過濾操作被輕松回收繼續(xù)用于除鐵，不會對后序工藝造成負面影響。實驗表明，采用本發(fā)明，氯化鋁溶液中除鐵率可達90 %以上。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的。
[0007]—種氯化鋁溶液的除鐵方法，包括以下步驟:
[0008](1)混料:將含鐵氯化鋁溶液與單質(zhì)鋁混合攪拌獲得混合液；
[0009](2)磁選:將步驟(1)獲得的混合液給入磁選設備分選，得到磁性單質(zhì)鐵粉及含少量單質(zhì)招的氯化招溶液；
[0010](3)過濾:將步驟⑵所得到的含少量單質(zhì)鋁的氯化鋁溶液進行過濾，得到的濾液為純凈的氯化鋁溶液，濾渣為單質(zhì)鋁；
[0011](4)回收:將步驟(3)所得單質(zhì)鋁返回步驟(1)循環(huán)利用。
[0012]所述步驟(1)中將含鐵氯化鋁溶液與單質(zhì)鋁混合攪拌的時間為3-10min。
[0013]所述單質(zhì)鋁為鋁絲、鋁粉或鋁顆粒。
[0014]所述步驟(1)中單質(zhì)鋁的質(zhì)量為m(Al)=0.17m(FeC13) =0.17C(FeC13)V ;其中，m(Al)為所需加入鋁絲(粉)的質(zhì)量，g ;m(FeC13)為氯化鋁溶液中所含氯化鐵雜質(zhì)的質(zhì)量，g ;C(FeC13)為氯化鋁溶液中氯化鐵的濃度，g/L ;V為氯化鋁溶液質(zhì)量，L。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的氯化鋁溶液溶液的除鐵方法，是一種工藝過程簡單、耗時短、除鐵效率高、成本低、能耗少的含鐵氯化鋁溶液除鐵方法。
【附圖說明】
[0016]圖1是關于一種氯化鋁溶液的高效除鐵方法的工藝流程圖；
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述，參見圖1。
[0018]本除鐵技術(shù)包括下列步驟:
[0019](1)混料:將含鐵氯化鋁溶液與一定量鋁絲(粉)混合，攪拌一定時間；
[0020](2)磁選:將步驟(1)獲得的溶液給入磁選設備分選，得到磁性產(chǎn)品單質(zhì)鐵粉產(chǎn)品及含少量鋁絲(粉)的氯化鋁溶液；
[0021](3)過濾:將步驟(2)所得到的含少量鋁絲(粉)的氯化鋁溶液進行過濾，得到的濾液為近于純凈的氯化鋁溶液，濾渣為過量的鋁絲(粉)；
[0022](4)回收:將步驟(3)所得鋁絲(粉)返回步驟(1)繼續(xù)利用。
[0023]所述步驟(1)中鋁絲(粉)與含鐵氯化鋁溶液混合，進行攪拌除鐵，加入的鋁絲(粉)質(zhì)量為 m(Al) = 0.17m(FeC13) = 0.17C(FeC13)V。
[0024]所述步驟(1)中，將含鐵氯化鋁溶液與一定量鋁絲(粉)混合，亦即加入的鋁絲(粉)質(zhì)量為m(Al) =0.17m(FeC13) = 0.17C(FeC13)V。其中，m(Al)為所需加入鋁絲(粉)的質(zhì)量，g ;m(FeC13)為氯化鋁溶液中所含氯化鐵雜質(zhì)的質(zhì)量，g ;C(FeC13)為氯化鋁溶液中氯化鐵的濃度，g/L ;V為氯化鋁溶液質(zhì)量，L。
[0025]所述步驟(1)中鋁絲(粉)與含鐵氯化鋁溶液混合攪拌一定時間，攪拌時間為3_10mino
[0026]所述步驟(2)中所采用的磁選設備中，與氯化鋁溶液相接觸的部分，表面有耐腐蝕涂層。
[0027]對所述的含鐵氯化鋁溶液中，鐵離子濃度無要求。
[0028](1)測定氯化鋁溶液中氯化鐵質(zhì)量m(FeC13) (g)或含鐵濃度C(FeC13) (g)及溶液體積V(L)，按照公式m(Al) = 0.17m(FeC13) = 0.17C (FeC13) V計算所需鋁絲(粉)質(zhì)量m(Al) (g)；
[0029](2)將含鐵氯化鋁溶液與鋁絲(粉)混合，攪拌3-10min，發(fā)生的置換反應方程式為 FeC13+Al = Fe+AlC13 ；
[0030](3)將步驟(2)獲得的溶液給入磁選機分選，得到磁性產(chǎn)品單質(zhì)鐵粉產(chǎn)品及含少量鋁絲(粉)的氯化鋁溶液；
[0031](4)將步驟(3)所得到的含少量鋁絲(粉)的氯化鋁溶液進行過濾，得到的濾液為近于純凈的氯化鋁溶液，濾渣為過量的鋁絲(粉)；
[0032](5)將步驟(4)所得鋁絲(粉)返回步驟(1)繼續(xù)利用。
[0033]實施例1:
[0034]取4L含鐵氯化鋁溶液(A1C13，151.00g/L ;FeC13，5.25g/L)，加入3.6g鋁絲(粉)，攪拌5min，給入磁選機磁選，得到磁性產(chǎn)品單質(zhì)鐵粉洗滌烘干后稱質(zhì)量為6.55g ;非磁性產(chǎn)品含鋁絲(粉)的氯化鋁溶液，過濾后，對氯化鋁溶液取樣測定，得A1C13含量為151.78g/L，F(xiàn)eC13含量為0.51g/L)，經(jīng)計算除鐵率為90.05%。
[0035]實施例2:
[0036]取5L 含鐵氯化鋁溶液(A1C13，85.31g/L ;FeC13，4.66g/L)，加入 4.2g 鋁絲(粉)，攪拌lOmin，給入磁選機磁選，得到磁性產(chǎn)品單質(zhì)鐵粉洗滌烘干后稱質(zhì)量為7.43g，非磁性產(chǎn)品含鋁絲(粉)的氯化鋁溶液，過濾后，對氯化鋁溶液取樣測定，得A1C13含量為86.03g/L，F(xiàn)eC13含量為0.35g/L，經(jīng)計算除鐵率為92.5%。
[0037]實施例3:
[0038]取10L含鐵氯化鋁溶液(A1C13，92.47g/L ;FeC13，4.08g/L)，加入7.3g鋁絲(粉)，攪拌lOmin，給入磁選機磁選，得到磁性產(chǎn)品單質(zhì)鐵粉洗滌烘干后稱質(zhì)量為12.85g，非磁性產(chǎn)品含鋁絲(粉)的氯化鋁溶液，過濾后，對氯化鋁溶液取樣測定，得A1C13含量為93.09g/L，F(xiàn)eC13含量為0.36g/L，經(jīng)計算除鐵率為92.2%。
[0039]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的【具體實施方式】僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種氯化鋁溶液的除鐵方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)混料:將含鐵氯化鋁溶液與單質(zhì)鋁混合攪拌獲得混合液； (2)磁選:將步驟(1)獲得的混合液給入磁選設備分選，得到磁性單質(zhì)鐵粉及含少量單質(zhì)鋁的氯化鋁溶液； (3)過濾:將步驟(2)所得到的含少量單質(zhì)鋁的氯化鋁溶液進行過濾，得到的濾液為純凈的氯化鋁溶液，濾渣為單質(zhì)鋁； (4)回收:將步驟(3)所得單質(zhì)鋁返回步驟(1)循環(huán)利用。2.如權(quán)利要求1所述的除鐵方法，其特征在于:所述步驟(1)中將含鐵氯化鋁溶液與單質(zhì)招混合攪拌的時間為3-10min。3.如權(quán)利要求1所述的除鐵方法，其特征在于:所述單質(zhì)鋁為鋁絲、鋁粉或鋁顆粒。4.如權(quán)利要求4所述的除鐵方法，其特征在于:所述步驟(1)中單質(zhì)鋁的質(zhì)量為m(Al) = 0.17m(FeC13) = 0.17C(FeC13)V ;其中，m(Al)為所需加入鋁絲(粉)的質(zhì)量，g ；m(FeC13)為氯化鋁溶液中所含氯化鐵雜質(zhì)的質(zhì)量，g;C(FeC13)為氯化鋁溶液中氯化鐵的濃度，g/L ;V為氯化鋁溶液質(zhì)量，L。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氯化鋁溶液的除鐵方法。該方法采用將含鐵氯化鋁溶液與鋁絲(粉)混合，使其發(fā)生置換反應生成單質(zhì)鐵粉，再通過磁選分離方式將鐵粉及氯化鋁溶液實現(xiàn)分離。該方法對含鐵氯化鋁溶液的鐵離子濃度沒有限制，在沒有引入新雜質(zhì)的前提下，做到了既提高了氯化鋁溶液的純度，又去除了其中的鐵雜質(zhì)，并轉(zhuǎn)化為有價值的單質(zhì)鐵粉。與其他除鐵方法相比，該方法具有工藝過程簡單、耗時短、除鐵效率高(可達90％以上)、成本低、能耗少、原料易取得等一系列優(yōu)點。解決了原有除鐵方法工序復雜、除鐵效率低、能耗高，對氯化鋁溶液中鐵離子濃度要求苛刻等難題。
【IPC分類】C01F7/56
【公開號】CN105293550
【申請?zhí)枴緾N201510717686
【發(fā)明人】馬潤勇, 潘愛芳, 貝晶晶, 古宇聲, 肖強, 曹帥
【申請人】長安大學
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年10月29日