一种利用钛白废酸制备氧化铁红颜料的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用钛白废酸制备氧化铁红颜料的方法，属于颜料粉体技术领域。本发明专利技术首先利用氨局部中和废酸，调节废酸pH，将废酸中的钛、铝、钒、铬等金属杂质以硫酸盐的形式水解析出，而二价铁留在液相中，再用具有强还原性的氯气和双氧水共同作用将二价铁氧化成三价铁，得到预处理液，接着将含酸水果酶解，将富含有机羧酸的酶解液和预处理液混合，再通过萃取剂将螯合态三价铁萃取出来，接着用微生物和萃取相混合发酵，利用微生物降解有机羧酸，使三价铁重新暴露出来，最后用氢氧化钠沉淀三价铁，得到氢氧化铁沉淀，高温烧结后即可，本发明专利技术利用废酸作为原料，来源充分，且成本低廉，整个工艺流程简单易操作，具有广阔的应用前景。

Method for preparing iron oxide red pigment from waste acid of titanium dioxide

The invention relates to a method for preparing iron oxide red pigment from waste acid of titanium dioxide, which belongs to the technical field of pigment powder. The invention firstly uses ammonia partial neutralization of waste acid, waste acid waste regulation pH, titanium, aluminum, vanadium, chromium acid and other metal impurities in the form of hydrolysis precipitation and sulfate, and two valent iron in liquid phase, and has a strong reduction of interaction of chlorine and hydrogen peroxide to two valent iron oxidized into trivalent iron then, get a pretreatment liquid containing fruit acid hydrolysis, rich organic carboxylic acid enzyme solution and pretreatment liquid mixed by extractant chelated ferric extraction, followed by microbial mixed fermentation and extraction phase, the microbial degradation of organic carboxylic acid, and the ferric re exposed, at last sodium hydroxide precipitation of ferric iron from iron hydroxide precipitation, after sintering at high temperature, the invention uses waste acid as raw materials, abundant, and low cost, the whole process is simple and easy to operate, with wide Application prospect of broad bean.

【技术实现步骤摘要】
一种利用钛白废酸制备氧化铁红颜料的方法
本专利技术涉及一种利用钛白废酸制备氧化铁红颜料的方法，属于颜料粉体

技术介绍
钛白粉工业生产方法主要有氯化法和硫酸法。硫酸法工艺成熟、对钛原料的适应性强、生产成本低、技术成熟，其既可生产锐钛型产品，又可生产金红石型产品，是现有钛白粉生产方式中普遍采用的一种方法。但是硫酸法工艺每生产1t钛白粉，需要消耗4t以上的硫酸，同时产生6～8t质量分数为20～25%的废酸。废酸中除了含有主要成分H2SO4外，还含有一定的FeSO4、TiO2、A12(SO4)3、MgSO4等物质。这些废酸若不经处理直接排放，不仅污染环境，还造成资源的严重浪费。如何处理这些废酸，经济合理地回收其中有价值的部分，已成为硫酸法钛白生产的一个重要技术难题，也是困扰环境保护与钛白粉行业发展的重大问题。现有技术中，一般用湿法或干法来制造氧化铁红颜料，其中干法又称绿矾法制取氧化铁红。此法是含有七水结晶的硫酸亚铁经过预热脱去大部分结晶水，在250～300℃下使绿矾变成一水合绿矾，经研磨粉碎后在700～800℃下进行煅烧而得铁红，然后进行颜料的后处理，经过洗涤除去水溶盐，再干燥粉碎为成品。采用以上合成法制备氧化铁红，其优点是制备的氧化铁红质量高，但反应条件苛刻，工艺流程长，技术难度大，反应过程复杂，设备不通用，投资大，原料不易得，造价很高。因此人们一直在寻找一种原料来源充分、成本低、生产工艺简单的新型氧化铁红颜料制备方法。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前传统制备氧化铁红颜料的方法，所用原料来源不充分，成本高，生产工艺复杂的缺陷，提供了一种利用钛白废酸制备氧化铁红颜料的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：（1）收集钛白废酸，用氨水调节钛白废酸pH至4.3～4.5，加热，搅拌水解，过滤分离去除滤渣，得到滤液；（2）向上述滤液中通入氯气，再向滤液中加入双氧水，搅拌反应，得到预处理滤液；（3）取含酸水果粉碎得到粉碎物，将粉碎物和果胶酶混合后保温酶解，过滤，分离去除滤渣，得到酶解液；（4）将上述酶解液和预处理滤液混合后振荡浸渍，得到混合浸渍液，再将混合浸渍液和萃取液按等体积比混合，超声振荡萃取；（5）待上述萃取完成后，静置分层，收集上层有机相，将有机相和白色瘤胃球菌菌悬液混合后保温发酵，得到发酵液；（6）向上述发酵液中逐滴滴入氢氧化钠溶液，直至发酵液中再无更多沉淀产生，得到混合液，再将混合液离心处理，分离得到下层沉淀物；（7）将上述得到的下层沉淀物移入烧结炉中，保温烧结后出料，即得氧化铁红颜料。步骤（1）中所述的氨水质量分数为28%，加热温度为50～60℃，水解时间为3～5h。步骤（2）中所述的氯气通入速率为50mL/min，双氧水的加入量为滤液质量的10%，双氧水的质量分数为30%，搅拌反应时间为1～2h。步骤（3）中所述的含酸水果是猕猴桃、柠檬、橙子、凤梨和苹果中的一种或多种的混合物，混合时按任意比例配比。步骤（3）中所述的粉碎物和果胶酶的质量比为10:1，保温酶解温度为45～50℃，保温酶解时间为4～6h。步骤（4）中所述的萃取液是磷酸三丁酯、异丁醇和苯甲酸乙酯中的一种或多种的混合物，混合时按等体积比进行配比。步骤（4）中所述的酶解液和预处理滤液的质量比为2:1，浸渍时间为1～2h。步骤（5）中所述的有机相和白色瘤胃球菌菌悬液的质量比为8:1，白色瘤胃球菌菌悬液的浓度为107cfu/mL，保温发酵温度为36～38℃，保温发酵时间为2～3天。步骤（7）中所述的保温烧结的方式是：先以10℃/min的速率程序升温至500～600℃，预烧结20～30min，再以5℃/min速率程序升温至900～1000℃，继续保温烧结2～3h。本专利技术的有益效果是：本专利技术首先利用氨局部中和废酸，调节废酸pH，将废酸中的钛、铝、钒、铬等金属杂质以硫酸盐的形式水解析出，而二价铁留在液相中，再用具有强还原性的氯气和双氧水共同作用将二价铁氧化成三价铁，得到预处理液，接着将含酸水果酶解，提取得到富含有机羧酸的酶解液，将富含有机羧酸的酶解液和预处理液混合，利用有机羧酸的螯合性将预处理液中的三价铁螯合包覆，再通过萃取剂将螯合态三价铁萃取出来，再用微生物和萃取相混合发酵，利用微生物降解有机羧酸，使三价铁重新暴露出来，最后用氢氧化钠沉淀三价铁，得到氢氧化铁沉淀，高温烧结后即可得到氧化铁红颜料，本专利技术利用废酸作为原料，来源充分，且成本低廉，整个工艺流程简单易操作，实现了废物利用，具有广阔的应用前景。具体实施方式收集钛白废酸装入反应釜中，向反应釜中滴加质量分数为28%氨水，调节钛白废酸pH至4.3～4.5，加热升温至50～60℃，搅拌水解3～5h，过滤分离去除滤渣，得到滤液；将滤液加入到底部带有曝气装置的反应釜中，启动曝气装置50mL/min的速率向反应釜中曝入氯气，再向反应釜中加入滤液质量10%的质量分数为30%双氧水，以200～300r/min转速搅拌反应1～2h，得到预处理滤液；称取含酸水果放入粉碎机中粉碎得到粉碎物，将粉碎物和果胶酶按质量比为10:1混合后装入酶解罐中，密封罐口放入温度为45～50℃的恒温箱中，保温酶解4～6h，过滤，分离去除滤渣得到酶解液；将酶解液和预处理滤液按质量比为2:1混合后放置在摇床上振荡浸渍1～2h，得到混合浸渍液，再将混合浸渍液和萃取液按等体积比混合，转入超声振荡仪中，在功率为100～200W，频率为30～40kHz的条件下超声振荡萃取15～20min；待萃取完成后，静置20～30min，收集上层有机相，将有机相和浓度为107cfu/mL白色瘤胃球菌菌悬液按质量比为8:1混合后装入发酵罐中，密封罐口，在温度为36～38℃的条件下保温发酵2～3天，得到发酵液；向发酵液中逐滴滴入质量分数为40%氢氧化钠溶液，直至发酵液中再无更多沉淀产生，得到混合液，将混合液移入离心机中，以3000～4000r/min转速离心处理10～15min，分离得到下层沉淀物；将得到的下层沉淀物移入烧结炉中，以10℃/min的速率程序升温至500～600℃，预烧结20～30min，再以5℃/min速率程序升温至900～1000℃，继续保温烧结2～3h后出料，即得氧化铁红颜料。所述的含酸水果是猕猴桃、柠檬、橙子、凤梨和苹果中的一种或多种的混合物，混合时按任意比例配比。所述的萃取液是磷酸三丁酯、异丁醇和苯甲酸乙酯中的一种或多种的混合物，混合时按等体积比进行配比。实例1收集钛白废酸装入反应釜中，向反应釜中滴加质量分数为28%氨水，调节钛白废酸pH至4.5，加热升温至60℃，搅拌水解5h，过滤分离去除滤渣，得到滤液；将滤液加入到底部带有曝气装置的反应釜中，启动曝气装置50mL/min的速率向反应釜中曝入氯气，再向反应釜中加入滤液质量10%的质量分数为30%双氧水，以300r/min转速搅拌反应2h，得到预处理滤液；称取猕猴桃放入粉碎机中粉碎得到粉碎物，将粉碎物和果胶酶按质量比为10:1混合后装入酶解罐中，密封罐口放入温度为50℃的恒温箱中，保温酶解6h，过滤，分离去除滤渣得到酶解液；将酶解液和预处理滤液按质量比为2:1混合后放置在摇床上振荡浸渍2h，得到混合浸渍液，再将混合浸渍液和磷酸三丁酯按等体积比混合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用钛白废酸制备氧化铁红颜料的方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）收集钛白废酸，用氨水调节钛白废酸pH至4.3～4.5，加热，搅拌水解，过滤分离去除滤渣，得到滤液；（2）向上述滤液中通入氯气，再向滤液中加入双氧水，搅拌反应，得到预处理滤液；（3）取含酸水果粉碎得到粉碎物，将粉碎物和果胶酶混合后保温酶解，过滤，分离去除滤渣，得到酶解液；（4）将上述酶解液和预处理滤液混合后振荡浸渍，得到混合浸渍液，再将混合浸渍液和萃取液按等体积比混合，超声振荡萃取；（5）待上述萃取完成后，静置分层，收集上层有机相，将有机相和白色瘤胃球菌菌悬液混合后保温发酵，得到发酵液；（6）向上述发酵液中逐滴滴入氢氧化钠溶液，直至发酵液中再无更多沉淀产生，得到混合液，再将混合液离心处理，分离得到下层沉淀物；（7）将上述得到的下层沉淀物移入烧结炉中，保温烧结后出料，即得氧化铁红颜料。

【技术特征摘要】
1.一种利用钛白废酸制备氧化铁红颜料的方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）收集钛白废酸，用氨水调节钛白废酸pH至4.3～4.5，加热，搅拌水解，过滤分离去除滤渣，得到滤液；（2）向上述滤液中通入氯气，再向滤液中加入双氧水，搅拌反应，得到预处理滤液；（3）取含酸水果粉碎得到粉碎物，将粉碎物和果胶酶混合后保温酶解，过滤，分离去除滤渣，得到酶解液；（4）将上述酶解液和预处理滤液混合后振荡浸渍，得到混合浸渍液，再将混合浸渍液和萃取液按等体积比混合，超声振荡萃取；（5）待上述萃取完成后，静置分层，收集上层有机相，将有机相和白色瘤胃球菌菌悬液混合后保温发酵，得到发酵液；（6）向上述发酵液中逐滴滴入氢氧化钠溶液，直至发酵液中再无更多沉淀产生，得到混合液，再将混合液离心处理，分离得到下层沉淀物；（7）将上述得到的下层沉淀物移入烧结炉中，保温烧结后出料，即得氧化铁红颜料。2.根据权利要求1所述的一种利用钛白废酸制备氧化铁红颜料的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的氨水质量分数为28%，加热温度为50～60℃，水解时间为3～5h。3.根据权利要求1所述的一种利用钛白废酸制备氧化铁红颜料的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的氯气通入速率为50mL/min，双氧水的加入量为滤液质量的10%，双氧水的质量分数为30%，搅拌反应时间为1～2h。4.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：管小梅，薛焱璟，林茂兰，
申请(专利权)人：常州市万昌化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32