七水合硫酸亞鐵在H2SO4--HCl--H2O體系中的溶解度測定及相變研究.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。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。新工藝過程中，七水合硫酸亞鐵會轉(zhuǎn)相成一水合硫酸亞鐵。為了更好的研究這一相變

2、過程，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程。
　　首先，通過動態(tài)法測定了溫度為278.15K-313.15K時七水合硫酸亞鐵在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，它的溶解度增長速率較慢。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OLI中混合電解質(zhì)模型的默認(rèn)參數(shù)對FeSO4·7H2O在H2SO4-HCl-H2O體系中的溶解度數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)測，發(fā)現(xiàn)預(yù)測值與實(shí)驗值相差較大。為了提高OLI在預(yù)測體系中FeSO4·7H2O溶解度數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，對FeSO4-H2SO4-HCl-H2O體系的實(shí)驗溶解度數(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)計算得到的溶解度值與實(shí)驗值一致，其平均相對偏差在10％以內(nèi)。利用新參數(shù)還預(yù)測了298.15K時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)溫度會降低。通過FeSO4·7H2O在H2SO4和HCl溶液中的轉(zhuǎn)相實(shí)驗，驗證了新模型在預(yù)測體系中FeSO4·7H