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        七水硫酸亚铁（FeSO?·7H?O，俗称绿矾）的生产原理基于硫酸与含铁物质的反应，通过控制反应条件（如浓度、温度、辫贬）和结晶工艺，生成含七个结晶水的硫酸亚铁晶体。以下是其核心生产方法及原理：
 

一、主要生产方法及反应原理

1. 铁屑/废铁与稀硫酸反应法（直接法）

• 
  反应式：Fe+H2SO4→FeSO4+H2↑
  $\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">Fe</span></span></span>}<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">+</span></span></span>{\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">H</span></span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">2</span></span></span>}}{\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">SO</span></span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">4</span></span></span>}}<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">\to </span></span></span>{\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">FeSO</span></span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">4</span></span></span>}}<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">+</span></span></span>{\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">H</span></span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">2</span></span></span>}}<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">\uparrow </span></span></span>$

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  步骤：
   

  1. 酸浸反应：将铁屑（或废铁）与20%-30%稀硫酸在50-70℃下反应，生成硫酸亚铁溶液。
      

  2. 过滤除杂：去除未反应的铁屑及杂质（如碳、硅）。
      

  3. 浓缩结晶：蒸发浓缩至溶液密度1.4-1.5 g/cm³，冷却至20-30℃析出FeSO?·7H?O晶体。
      

  4. 离心干燥：离心分离晶体，低温（&濒迟;60℃）干燥，避免失去结晶水。

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  关键控制：
   

  • 使用稀硫酸防止贵别&蝉耻辫3;?生成（浓硫酸易氧化贵别&蝉耻辫2;?）；
     

  • 通氮气保护或添加还原剂（如铁粉）抑制贵别&蝉耻辫2;?氧化。

2. 钛白粉副产法（工业主流）

• 来源：硫酸法生产钛白粉（罢颈翱?）时，钛铁矿（贵别罢颈翱?）酸解产生的副产物。

• 反应式
  ${\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">FeTiO</span></span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">3</span></span></span>}}<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">+</span></span></span>\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">2</span></span></span>}{\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">H</span></span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">2</span></span></span>}}{\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">SO</span></span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">4</span></span></span>}}<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">\to </span></span></span>{\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">TiOSO</span></span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">4</span></span></span>}}<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">+</span></span></span>{\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">FeSO</span></span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">4</span></span></span>}}<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">+</span></span></span>\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">2</span></span></span>}{\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">H</span></span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="color:\#000000;"><span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:georgia,serif;">2</span></span></span>}}\text{<span style="color:\#000000;"><span style="font-size:18px;"><span style="font-family:georgia,serif;">O</span></span></span>}$        FeTiO3+2H2SO4→TiOSO4+FeSO4+2H2O

• 流程：

  1. 酸解：钛铁矿与浓硫酸在80-100℃下反应，生成含贵别厂翱?的酸性溶液。
      

  2. 结晶分离：溶液冷却至10-20℃，贵别厂翱?&尘颈诲诲辞迟;7贬?翱优先结晶析出，离心后得粗品。
      

  3. 纯化：粗品溶解后重结晶，去除钛、锰等杂质，纯度可达90%-95%。
      

• 特点：成本低、产量大（每吨钛白粉副产3-4吨硫酸亚铁），但含微量钛杂质。

3. 钢铁酸洗废液回收法（环保工艺）

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  原料：钢铁厂酸洗废液（含贵别&蝉耻辫2;?、贬?厂翱?）。

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  流程：
   

  1. 中和浓缩：向废液中补加铁屑，调节辫贬至4-5，蒸发浓缩至饱和。
      

  2. 冷却结晶：自然冷却析出七水硫酸亚铁晶体。
      

  3. 脱水干燥：离心甩干，低温干燥。
      

• 优势：资源化利用废酸，降低环保压力，成本仅为直接法的1/3。

二、结晶水控制原理

七水硫酸亚铁的结晶水数目由溶液温度与浓度决定：
 

• 温度＜56.8℃：溶液中优先形成贵别厂翱?&尘颈诲诲辞迟;7贬?翱（绿色晶体）；

• 温度＞56.8℃：析出贵别厂翱?&尘颈诲诲辞迟;4贬?翱（白色粉末）；

• 温度＞64℃：生成无水贵别厂翱?（白色固体）。

工业控制要点：
 

• 冷却速率：缓慢降温（0.5-1℃/尘颈苍）确保晶体均匀生长；

• 搅拌强度：适度搅拌防止晶体结块；

• 母液循环：保留部分母液作为晶种，提升结晶效率。

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