七水合硫酸亞鐵在H2SO4--HCl--H2O體系中的溶解度測(cè)定及相變研究.pdf

1、七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)是硫酸法鈦白生產(chǎn)工藝過(guò)程中的主要固體廢物。這一固體廢物直接排放到環(huán)境中，不能被回收利用，造成嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，并且制約了硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝的發(fā)展。為了解決七水合硫酸亞鐵造成的環(huán)境污染問(wèn)題，一種綠色可持續(xù)發(fā)展的硫酸亞鐵回收新工藝被提出來(lái)。此工藝中，將七水合硫酸亞鐵溶于濃鹽酸中，使其變成四水合氯化亞鐵，然后將其煅燒，生成氧化鐵紅。新工藝過(guò)程中，七水合硫酸亞鐵會(huì)轉(zhuǎn)相成一水合硫酸亞鐵。為了更好的研究這一相變

2、過(guò)程，為硫酸亞鐵回收新工藝提供理論基礎(chǔ)，F(xiàn)eSO4-H2SO4-HCl-H2O體系的相平衡的研究是非常重要的。本論文中主要研究了FeSO4·7H2O在H2SO4-HCl-H2O體系的溶解度以及相變過(guò)程。
　　首先，通過(guò)動(dòng)態(tài)法測(cè)定了溫度為278.15K-313.15K時(shí)七水合硫酸亞鐵在H2SO4-HCl-H2O體系的溶解度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，增加HCl的濃度和溫度，F(xiàn)eSO4·7H2O在體系中更容易溶解。當(dāng)HCl的濃度小于2mol·kg-1

3、時(shí)，它的溶解度增長(zhǎng)速率較慢。由于共離子效應(yīng)的影響，體系中FeSO4·7H2O的溶解度隨著H2SO4濃度的增加而減小。
　　通過(guò)OLI中混合電解質(zhì)模型的默認(rèn)參數(shù)對(duì)FeSO4·7H2O在H2SO4-HCl-H2O體系中的溶解度數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值相差較大。為了提高OLI在預(yù)測(cè)體系中FeSO4·7H2O溶解度數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，對(duì)FeSO4-H2SO4-HCl-H2O體系的實(shí)驗(yàn)溶解度數(shù)據(jù)進(jìn)行了一系列回歸，并得到了新的中程相互作用

4、參數(shù)。利用新參數(shù)計(jì)算得到的溶解度值與實(shí)驗(yàn)值一致，其平均相對(duì)偏差在10％以內(nèi)。利用新參數(shù)還預(yù)測(cè)了298.15K時(shí)FeSO4-H2SO4-HCl-H2O體系中離子分布。
　　最后，利用帶有新參數(shù)的化學(xué)模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了FeSO4·7H2O在H2SO4-HCl-H2O體系中的轉(zhuǎn)相點(diǎn)溫度，并發(fā)現(xiàn)增加H2SO4和HCl的濃度，轉(zhuǎn)相點(diǎn)溫度會(huì)降低。通過(guò)FeSO4·7H2O在H2SO4和HCl溶液中的轉(zhuǎn)相實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了新模型在預(yù)測(cè)體系中FeSO4·7H