معرفی روش تولید سولفات آهن از طریق صنایع فولاد سازی

سولفات آهن یا فروس سولفات که در فارسی به نام زاج سبز شناخته می شود یکی از انواع نمک های اسید سولفوریک بوده که در کشاورزی دارای کاربرد زیادی بعنوان کود کشاورزی جهت درمان کلروز گیاهان است. همچنین در صنایع هم برای تولید رنگ ، آبکاری فلزات ، تصفیه آب و … مصرف می شود. برای تولید سولفات آهن روش های متنوعی وجود دارد. همچنین فروس سولفات یکی از محصولات جانبی صنعت ذوب آهن و تولید فولاد نیز می باشد. در کوره اکسیژن پایه در صنایع ذوب آهن نوعی لجن ایجاد می شود که ماده اولیه در تولید سولفات آهن است. سپس جهت افزایش عیار آهن به میزان مورد نظر ، یک مرحله فراوری بر روی آن انجام می شود که لیچینگ نام دارد.

امروزه برای تولید سولفات آهن از واکنش اسید سولفوریک با انواع مشتقات آهن نظیر ورق استیل ، قراضه و ضایعات آهن و نمک های آهن استفاده می شود. ولی با توجه به اینکه ضایعات و لجن های صنعت ذوب آهن و تولید استیل جزء مواد بی مصرف و دور ریختنی هستند ، بنابراین تولید سولفات آهن از طریق لیچینگ اسیدی پسماند های صنعت ذوب آهن بسیار ارزان تر و به صرفه تر از دیگر روش ها خواهد بود. از جمله مزایای تولید سولفات آهن از طریق لیچینگ در صنعت ذوب آهن و فولاد سازی می توان به روش تولید آسان و فراوانی پسماندها اشاره نمود که یکی از جمله فاکتور های پیاده سازی این روش است.

با استفاده از پسماند های صنعت ذوب آهن ، می توان هم سولفات آهن ۲ و هم سولفات آهن ۳ تولید نمود زیرا یون آهن هر دو ماده در آن وجود دارد. در اولین مرحله فراوری به منظور افزایش غلظت اسیدی محصول ، از گاز دی اکسید گوگرد که در اثر سوختن سولفور تولید می شود ، استفاده می نمایند. همچنین امکان مصرف مواد دیگری نظیر پودر آهن و متابی سولفیت سدیم نیز وجود دارد که البته نتایج آن چندان رضایت بخش نخواهد بود. نیز می تواند از پودر آهن اسفنجی که یکی از ضایعات غیر قابل مصرف در صنایع تولید فولاد است هم استفاده نمود با این توضیح که این نرمه آهن صرفا برای تولید سولفات آهن ۳ ظرفیتی (فریک سولفات) مناسب می باشد.

روش تولید سولفات آهن در صنعت ذوب آهن

برای انجام این فرایند ، پس از جمع آوری پسماند و لجن کوره ها ، آن را با استفاده از محلول ۵ تا ۱۵ درصد غلظت اسید سولفوریک در داخل ستون های خاصی ، شسته یا اصطلاحا لیچ می کنند. اسید سولفوریک با ایجاد یک واکنش شیمیایی باعث تولید یون دو ظرفیتی آهن Fe⁺² می شود. در مرحله بعدی برای تغلیظ محلول ، از فرایند تبخیر با دمای ۸۰ درصد سانتی گراد استفاده کرده و سپس اجازه می دهند تا در دمای محیط به آرامی خنک شود. با انجام این کار ، کریستال های سولفات آهن ۲ ظرفیتی تولید می شود. به منظور اتمام فرایند و تولید سولفات آهن سبز رنگ ، کریستال ها را جمع آوری نموده و با استفاده از محلول اتانول آن را خالص سازی می کنند.