硫酸亚铁的结晶

第四章硫酸亚铁的结晶

第一节结晶的目的

从钛铁矿经过酸解所得到的钛液中，一般尚含有大量溶解的硫酸亚铁，结晶的目的，便是要使它成为晶体析出，加以回收，使与钛液分离。钛液需要结晶去除部分硫酸亚铁。首先是为了有利于水解后所得到的偏钛酸的水洗。原始钛液中的含铁量低了，便能够缩短偏钛酸的水洗时间，提高水洗效果。其次，是为了调节钛液的铁钛比。所谓铁钛比是指钛液中总铁含量和总TIO2含量之比。我们知道铁钛比的高低，对水解产物水合二氧化钛（俗称偏钛酸），的颗粒大小和结构有一定影响，因此在钛白生产中，特别是涂料钛白生产时，必须控制区在一定范围内，这就需要通过结晶经队去钛液中部分硫酸亚铁，由于它带走了大量的结晶水，因此可以提高钛液中的总钛浓度。结晶回收的硫酸亚铁，也是一种化工原料，可以侃物资得到充分利用并可降低钛白的生产成本。最后，是由于生产工段的需要，钛铁矿经酸解所得浸出液的尝试一般比较高，这种溶液稍经冷却会有硫酸亚铁晶体析出，因此在存放时及输送过程中，常常会影响贮槽的利用或者堵塞泵及管道。因此及时结晶除去这部分硫酸亚铁，在以后的存放和输液时，就不会造成麻烦。

当采用酸溶性高钛渣为原料时，由于原料中的绝大部分铁已先除去，因此钛液中的含铁量一般很低，这时就没有硫酸亚

铁可以结晶出来，结晶这一工序也就可以省去。

第二节结晶的原理

一溶液、溶剂、溶质

当一种物质，能以分子或离子的状态均匀地分布在另一种物质中时，所得到的均匀稳定的体系，便称为溶液，这前一种物质称为溶质，而后一种物质称为溶剂。这个过程叫做溶解。

例如，将食糖或食盐放在水中便会溶解，此时，食糖便成为糖分子，食盐则成为钠离子和氯离子，均匀分布在水中，这糖水或盐水便是溶液，糖或盐就是溶质，而水便是溶剂。

二饱和溶液和过饱和溶液

在一定条件（温度与压力）下，溶质在溶剂中所溶解的量达到了最大值，无法再继续溶解，这种溶液便称为饱和溶液。

在某种特殊情况下，例如将热的饱和溶液冷却，溶液中所溶解的溶质的量，暂时超过了饱和时的溶解量，这种溶液称过饱和溶液，过饱和溶液是不稳定的。其超过饱和的那一部分量，很容易从溶液中结析出来。

三溶解度

在100克溶剂中，溶质在达到饱和时能被溶解的克数，称为该溶解度，它是以百分率来表示的。

溶解度的另一种表示方法是无/升，即在每升水溶液中，在达到饱和时所含某种溶质的克数。

四溶解度与温度的关系

除少数例外，一般物质的溶解度，往往随着温度的下降而下降。

五硫酸亚铁在钛液中的溶解度

硫酸亚铁在不同温度时在钛液中的溶解度列于表4-1，其数据以含铁量Fe来折算，其单位为克/升，从表中可看出，它的溶解度随着温度的下降而下降很大。

不同温度时硫酸亚铁（Fe计）在钛液中的溶解度

六硫酸亚铁钛液中结晶的原理

从矿粉酸解经浸出所得到的钛液，其含铁量是比较高的，但此时钛液的温度也比较热，因此它的溶解度也比较高，其实际溶解的量尚未达到其溶解度，这种溶液是是不饱和

的。结晶时钛液的温度下