利用鈦白粉加工中的廢酸渣生產一水硫酸亞鐵的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及化工廢液綜合利用領域，具體是指利用鈦白粉加工中的廢酸渣生產一水硫酸亞鐵的方法。
【背景技術】
[0002]目前我國鈦白粉年產量已經超過100萬噸，用鈦精礦為原料硫酸法生產鈦白的工藝是世界上公認的鈦白粉生產成本最低的工藝路線，采用該工藝每生產I噸鈦白粉則副產
3-4噸七水硫酸亞鐵，如果這些副產品不能有效地加以利用，既污染環境又增加生產成本，不利于生產持續。
[0003]硫酸法鈦白粉生產過程中，過濾水解后的偏鈦酸料漿，得到的含有大量雜質的濾液稱為廢酸渣，廢酸渣中含有20-30%的稀硫酸。對于廢酸渣的處理，一般采用濃縮或配酸方式進行提濃到50-55%，以提高硫酸濃度并降低酸中雜質，通過固液分離實現硫酸的回收和各種金屬的硫酸鹽。濃酸渣中的沉淀物其主要成分為硫酸亞鐵鹽，但由于濃酸渣中含有大量雜質和硫酸，回收利用比較困難，獲得的硫酸亞鐵濃度較低。若采用堿性物質將其中和后進行堆放，由于處理量較大，會占用龐大的堆渣場地，又會對環境造成一定影響。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供利用鈦白粉加工中的廢酸渣生產一水硫酸亞鐵的方法，不需要濃縮廢酸渣也可得到純度較高的一水硫酸亞鐵，回收利用的工序簡單、安全、便于操作，有效避免廢酸渣的回收過程中的環境污染。
[0005]本發明通過下述技術方案實現:利用鈦白粉加工中的廢酸渣生產一水硫酸亞鐵的方法，包括以下工序:
工序A:采用溶析結晶法脫除廢酸渣中的硫酸亞鐵鹽；
工序B:將硫酸亞鐵鹽移至溶解反應器中，加熱至60-80°C后，加入氯化亞鐵、鐵粉和有機絮凝劑，緩慢攪拌；
工序C:持續升溫至溶液沸騰，然后靜置2-5h ；
工序D:加熱分離出的上清液至沸騰，將沸騰的上清液導入離心機；
工序E:離心機出口的濾餅輸送至干燥器進行干燥，即得粉末狀的一水硫酸亞鐵。
[0006]本發明不需要濃縮廢酸渣，利用溶析結晶法即可在室溫條件下從廢酸渣中獲得以七水硫酸亞鐵為主的硫酸亞鐵鹽，再根據七水硫酸亞鐵和一水硫酸亞鐵的特性，通過簡單的反應和溫度控制，從硫酸亞鐵鹽中分離出一水硫酸亞鐵，獲得含鐵量30-32%的一水硫酸亞鐵粉末。
[0007]進一步地，所述工序A具體是指直接向鈦白粉加工中產生的廢酸渣加入溶析劑進行硫酸亞鐵鹽的脫除。
[0008]進一步地，所述工序A中溶析劑采用八乙酸蔗糖酯，以八乙酸蔗糖酯與硫酸亞鐵鹽的質量比為1:5-2:5添加八乙酸蔗糖酯，并緩慢攪拌至溶液充分結晶，得到的結晶體為以七水硫酸亞鐵為主的硫酸亞鐵鹽。
[0009]進一步地，所述工序A中攪拌速度為150-300r/min，結晶時間為30_90min。
[0010]進一步地，所述工序B中有機絮凝劑采用酪蛋白或淀粉或聚氧乙烯或聚乙烯胺。
[0011]進一步地，所述氯化亞鐵以每噸硫酸亞鐵鹽中加入l_2kg的添加量進行配制；所述有機絮凝劑以每噸硫酸亞鐵鹽中加入0.002-0.015kg的添加量進行配制。
[0012]進一步地，所述工序B具體是指將硫酸亞鐵鹽移至溶解反應器中，加熱至73°C后，按每噸硫酸亞鐵鹽配制1.5kg氯化亞鐵、0.0lkg聚乙烯胺、0.5-2kg鐵粉進行添加。
[0013]進一步地，所述工序B具體是指將硫酸亞鐵鹽移至溶解反應器中，加熱至73°C后，按每噸硫酸亞鐵鹽配制1.5kg氯化亞鐵、0.0lkg淀粉、0.5-2kg鐵粉進行添加。
[0014]進一步地，所述工序B中緩慢攪拌10-20min。
[0015]進一步地，所述工序E中濾餅輸送至干燥器，以80-90°C進行干燥20-60min。
[0016]本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
(I)本發明不需要濃縮廢酸渣也可得到純度較高的一水硫酸亞鐵。
[0017](2)本發明采用的生產工藝簡單、安全、便于操作，有效避免廢酸渣的回收過程中的環境污染。
[0018](3)本發明為高純度一水硫酸亞鐵的生產提供了一種新的途徑，具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
[0021]實施例1:
利用鈦白粉加工中的廢酸渣生產一水硫酸亞鐵的方法，如圖1所示，包括以下工序: 工序A:采用溶析結晶法脫除廢酸渣中的硫酸亞鐵鹽；
工序B:將硫酸亞鐵鹽移至溶解反應器中，加熱至60-80°C后，加入氯化亞鐵、鐵粉和有機絮凝劑，緩慢攪拌；
工序C:持續升溫至溶液沸騰，然后靜置2-5h ；
工序D:加熱分離出的上清液至沸騰，將沸騰的上清液導入離心機；
工序E:離心機出口的濾餅輸送至干燥器進行干燥，即得粉末狀的一水硫酸亞鐵。
[0022]所述工序A中，廢酸渣中的硫酸亞鐵鹽主要是七水硫酸亞鐵，還含有其他金屬的硫酸亞鐵鹽。所述工序B中，FeSO4.7H20于56.8°C脫去3個結晶水變成FeSO4.4H20，于64°C時脫水為FeSO4.H20，73°C轉為白色，80°C溶結，90°C熔融，因此在64°C以上時，七水硫酸亞鐵已經變成硫酸亞鐵溶液，可以與氯化亞鐵、鐵粉發生化學反應。氯化亞鐵可以使硫酸氧鈦等雜質以氫氧化物的形式沉降出來，也不需要另行調節PH值。過量的鐵粉是防止二價的亞鐵離子被氧化成三價的鐵離子。
[0023]實施例2:
本實施例在上述實施例基礎上做進一步優化，進一步地，所述工序A具體是指直接向鈦白粉加工中產生的廢酸渣加入溶析劑進行硫酸亞鐵鹽的脫除；所述溶析劑采用八乙酸蔗糖醋，以八乙酸蔗糖酯與硫酸亞鐵鹽的質量比為1:5-2:5添加八乙酸蔗糖酯，以150-300r/min的速度攪拌至溶液充分結晶，30-90min后得到的結晶體為以七水硫酸亞鐵為主的硫酸亞鐵鹽。
[0024]本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
[0025]實施例3:
本實施例在上述實施例基礎上做進一步優化，進一步地，所述工序B中將硫酸亞鐵鹽移至溶解反應器中，加熱至60-80°C后，加入氯化亞鐵、鐵粉和有機絮凝劑，緩慢攪拌；所述氯化亞鐵以每噸硫酸亞鐵鹽中加入l_2kg的添加量進行配制；所述有機絮凝劑以每噸硫酸亞鐵鹽中加入0.002-0.015kg的添加量進行配制；有機絮凝劑采用酪蛋白或淀粉或聚氧乙烯或聚乙烯胺。
[0026]本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
[0027]實施例4:
本實施例在上述實施例基礎上做進一步優化，所述工序E中濾餅輸送至干燥器，以80-90 °C 進行干燥 20-60min。
[0028]本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
[0029]實施例5:
利用鈦白粉加工中的廢酸渣生產一水硫酸亞鐵的方法，包括以下工序:
工序A:采用溶析結晶法脫除廢酸渣中的硫酸亞鐵鹽；所述工序A具體是指直接向鈦白粉加工中產生的廢酸渣加入溶析劑進行硫酸亞鐵鹽的脫除；所述溶析劑采用八乙酸蔗糖酯，以八乙酸蔗糖酯與硫酸亞鐵鹽的質量比為2:5添加八乙酸蔗糖酯，以200r/min的速度攪拌至溶液充分結晶，60min后得到的結晶體為以七水硫酸亞鐵為主的硫酸亞鐵鹽。
[0030]工序B:將硫酸亞鐵鹽移至溶解反應器中，加熱至73°C后，按每噸硫酸亞鐵鹽配制1.5kg氯化亞鐵、0.0lkg聚乙稀胺、Ikg鐵粉進行添加并緩慢攪拌；緩慢攪拌10_20min。
[0031]工序C:持續升溫至溶液沸騰，然后靜置3h ;
工序D:加熱分離出的上清液至沸騰，將沸騰的上清液導入離心機；
工序E:離心機出口的濾餅輸送至干燥器進行干燥，以85°C進行干燥50min，即得粉末狀的一水硫酸亞鐵。
[0032]實施例6:
利用鈦白粉加工中的廢酸渣生產一水硫酸亞鐵的方法，包括以下工序:
工序A:采用溶析結晶法脫除廢酸渣中的硫酸亞鐵鹽；所述工序A具體是指直接向鈦白粉加工中產生的廢酸渣加入溶析劑進行硫酸亞鐵鹽的脫除；所述溶析劑采用八乙酸蔗糖酯，以八乙酸蔗糖酯與硫酸亞鐵鹽的質量比為2:5添加八乙酸蔗糖酯，以200r/min的速度攪拌至溶液充分結晶，60mi