背景技术
乙二胺四乙酸铁铵为土黄色或浅褐色结晶性粉末,易溶于水,在发达国家作为有机螯合铁肥普遍应用于治疗植物缺铁性黄化病的一种高效铁肥,进行管道滴灌、叶面喷施、根部注射。在国内主要用作氧化剂、感光材料冲洗加工漂白剂和减薄剂,但作为肥料尚未大规模使用。

目前乙二胺四乙酸铁铵的主要生产工艺有乙二胺四乙酸/三氯化铁法和乙二胺四乙酸/硫酸亚铁法,这两种方法生产的产品不同程度地含有氯离子或硫酸根离子。氯离子对于忌氯作物如烟草、茶叶、葡萄、西瓜、番茄等作物有毒害性,应用受到限制。在酸性土壤中,多余的硫酸根会使土壤酸性加重,甚至加剧土壤中活性铝、铁对作物的毒害。在石灰性土壤中,硫酸根与土壤中钙离子生成不易溶解的硫酸钙,会造成土壤空隙堵塞,地面板结。
赵海燕等用EDTA、Fe(NO3)3、NH4HCO3为原料,舒万艮、阙锋、孙晓白采用EDTA、三氯化铁、氨水为原料,合成了乙二胺四乙酸铁铵。
这些工艺生产乙二胺四乙酸铁铵的过程中有副产物硝酸铵或氯化铵生成,产品中无机盐含量相对较高。另外滤液中含大量无机盐,不能回用,并且滤液中还有一定量的EDTA铁铵,颜色较深,化学需氧量大,严重污染环境,从环保角度来看此方法必将被淘汰。
庄如萍采用先由三氯化铁制备氢氧化铁,然后与乙二胺四乙酸、氨水小试生成乙二胺四酸铁铵,产品虽不含氯,但因氢氧化铁为无定型沉淀,很难过滤和洗涤,这一方法仍停留在研究阶段。天津大学刘静曾采用乙二胺四乙酸、氧化铁,氨水,用铁粉作为催化剂,小试反应生成乙二胺四乙酸铁铵,但先期要用球磨机把氧化铁粉碎使其粒度为50um的微粒。并且反应过种中采用铁粉作为催化剂,产品中含有一定量的亚铁盐及铁粉。
本文采用乙二胺四乙酸,氧化铁,碳酸氢铵为主要原料,在相转移催化剂存在下催化合成乙二胺四乙酸铁铵。生产过程中副产物仅为水,没有其他副产物生成,产品不含无机盐。新工艺中的工艺用水可以反复循环使用,彻底杜绝了废水排放,为产品的持续发展增强了生命力。
合成工艺
将计量的水投入不锈钢反应锅中,通入蒸汽加热,开动搅拌,依次加入计量的乙二胺四乙酸,相转移催化剂,氧化铁,继续蒸汽加热反应至溶液澄清,加入计量的碳酸氢铵,继续搅拌反应至溶液澄清。在反应锅中冷却结晶,过滤,滤液回用,滤饼于热风循环干燥烘箱烘干,计量包装,检验,入库。反应过程中工艺用水可循环使用,无废水生成,实现三废零排放。
本工艺以乙二胺四乙酸、氧化铁、碳酸氢铵为主要原料催化合成乙二胺四乙酸铁铵盐最佳条件为反应温度95℃、催化剂用量0.3‰、反应时间60min、反应物配比nFe2O3/nEDTA/nNH4HCO3=0.5:1.0:1.0,生产工艺简单,易于工业化生产,产品质量稳定,不含无机盐,工艺用水可循环使用,彻底杜绝了废水排放,为产品的持续发展增强了生命力[1]。

参考文献
[1] 蒋益中. 以EDTA、Fe2O3、NH4HCO3为原料催化合成EDTA铁铵的研究[J]. 辽宁化工,2016,45(4):413-415,418.