一种钛白粉废酸再利用的方法技术

本发明专利技术涉及一种钛白粉废酸再利用的方法，其包括以下工艺步骤：（1）钛白粉废酸除杂向钛白粉废酸中加入絮凝剂，进行除杂；（2）除杂后浓缩渣降酸：钛白粉废酸除杂后进行加热浓缩，将浓缩渣与湿法转晶所产生的母液混合打浆，加入铁粉降酸；（3）将步骤（2）的产物进行冷却结晶，冷却至室温，促使步骤（2）产物中的一水硫酸亚铁转化成七水硫酸亚铁，过滤得到七水硫酸亚铁；(4)向步骤（3）的产物中加入湿法转晶母液打浆，加热浆液，使七水硫酸亚铁溶解并析出一水硫酸亚铁晶体，转晶完成后趁热分离，母液回用于浓缩渣或七水硫酸亚铁打浆，滤饼烘干得一水硫酸亚铁。

【技术实现步骤摘要】
一种钛白粉废酸再利用的方法
本专利技术涉及一种钛白粉废酸再利用的方法，具体地说，涉及一种利用硫酸法钛白粉生产过程中产生的废酸浓缩渣生产一水硫酸亚铁的方法，属于钛白粉生产

技术介绍
钛白粉广泛应用于油漆、塑料、造纸等行业，目前我国钛白粉年产量已经超过100万吨，用钛精矿为原料硫酸法生产钛白粉的工艺是世界上公认的钛白粉生产成本最低的工艺路线，采用该工艺每生产1吨钛白粉则副产3-4吨七水硫酸亚铁，如果这些副产品不能有效地加以利用，既污染环境又增加生产成本，不利于生产持续。钛白粉生产过程中废物产生数量较大，处置起来有一定难度，目前的处理方法主要有：（1）酸解废渣：硫酸法生产工艺生产钛白粉，钛铁矿经酸解后，产生酸解废渣，经沉降后去除，酸解废渣产生量为18t/d，主要成份为：FeTiO435%，Fe20～25%及少量的SiO2、CaSO4、钛铁矿、钛液和废硫酸，其pH值4.5左右。（2）硫酸亚铁：钛白粉生产过程中要除去酸解液中的Fe3+，去除方法是用Fe做还原剂，使Fe3+成为硫酸亚铁，在结晶工段，硫酸亚铁结晶析出。结晶工序产生副产品七水硫酸亚铁，吨钛白粉3.5吨（实物量），满负荷生产时每天约315吨。（3）废酸：废酸提浓装置一期工程规模按30kt/a钛白粉设计，吨钛白粉产生22%的废酸（H2SO422％；FeSO49.6％；TiO20.56％）量按6.8吨估算，则日处理22%的废酸618吨，总回收率按90%考虑，根据物料衡算，每天可产出68%的提浓废酸180吨。提浓后的68%酸作为硫酸生产过程中100%硫酸的稀释水，而提浓废酸所需蒸汽由制酸系统的废热锅炉提供，从而达到资源循环利用。（4）二水硫酸钙：污水处理站采用的石灰中和法产生的固体废物主要是二水硫酸钙。酸性废水总产生量为4000m3/d，各种废水混合后废硫酸浓度为2.45%左右，则废硫酸产生量为83t/d。含酸废水用石灰中和后，CaSO4产生量为115/d（干基，实物含水量约50％）。目前，主要采取填埋的方式处理这些固体废物，这样会造成二次污染，给生态环境带来一定压力。因此，这些固体废物和废酸能否得到综合利用或有效的处理，直接制约着硫酸法钛白的生存和发展。硫酸法钛白粉生产过程中，过滤水解后的偏钛酸料浆，得到的含有大量杂质的滤液，称为废硫酸，废硫酸中含有20-30％的稀硫酸。对于废酸的处理，硫酸法钛白厂家一般采用浓缩或配酸方式进行提浓，以提高硫酸浓度并降低酸中杂质，便于废酸的回收利用。目前，大部分工厂将废酸浓度提高到50～55％，以析出大部分杂质，然后通过固液分离去除析出的沉淀物。硫酸法钛白粉生产过程中，过滤水解后的偏钛酸料浆，得到的含有大量杂质的滤液称为废酸渣，废酸渣中含有20-30%的稀硫酸。对于废酸渣的处理，一般采用浓缩或配酸方式进行提浓到50-55%，以提高硫酸浓度并降低酸中杂质，通过固液分离实现硫酸的回收和各种金属的硫酸盐。浓酸渣中的沉淀物其主要成分为硫酸亚铁盐，但由于浓酸渣中含有大量杂质和硫酸，回收利用比较困难，获得的硫酸亚铁浓度较低。若采用碱性物质将其中和后进行堆放，由于处理量较大，会占用庞大的堆渣场地，又会对环境造成一定影响。硫酸亚铁被广泛应用于饲料工业中。饲料级硫酸亚铁是饲料添加剂，对产品的纯度和有害元素的含量有较高的要求。目前，采用硫酸法钛白粉的副产物七水硫酸亚铁及废酸生产饲料级一水硫酸亚铁的相关文献报道较多。由于硫酸亚铁原料大多是钛白粉厂废副产品七水硫酸亚铁(绿矾)，其所含杂质情况不一，现有技术存在一些除杂不彻底的问题，因而影响了其应用价值。目前市场所售硫酸亚铁其来源主要是硫酸法钛白粉生产中的废副产品，由于提纯措施不够，影响了其在医药、食品及饲料添加剂等方面的应用；饲料添加剂行业的实践也早就证实七水硫酸亚铁，不仅容易吸潮结块，还因氧化作用使二价铁变为三价铁，添加到饲料中不仅容易破坏维生素等营养成分和代谢物质，影响胃酸的分泌使动物不易吸收，添加量过大，还会造成副作用。一水硫酸亚铁能够较好克服这些弊端，提高饲料的质量；一水硫酸亚铁中的二价铁生物效价比高，流散分散性好，不破坏维生素，生物反应神经刺激小。更容易被各类动植物直接吸收利用；因此，生产高纯的一水硫酸亚铁及其制品代替七水硫酸亚铁和劣质一水硫酸亚铁是一个必然的趋势。生产一水硫酸亚铁方法大致有风吹法、烘干法和喷雾干燥法。由于一水硫酸亚铁脱结晶水过程中极易被氧化成三价铁，风吹法、干燥法都存在着易氧化，产品档次低的共同问题。一些工业发达国家如美国、日本、意大利多采用的真空或惰性气体保护的喷雾干燥法设备投资大，脱水成本高，技术要求严格；由于受资金等投资条件的限制，在以往被认为不适合我国国情；还由于在认识上存在一些误区，仅片面强调“经济生产方法”，从而产生许多用简易工艺加简单设备来生产的方法，产品质量很难保证。事实上用简易方法大规模生产高品质的一水硫酸亚铁是极困难的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供利用工业过程中产生的含有硫酸亚铁的副产物七水硫酸亚铁-FeSO4.7H2O来生产高纯度一水硫酸亚铁的生产方法，其主要是利用Fe粉及絮凝剂在硫酸亚铁溶液中与其杂质离子能反应生成沉淀物的作用，将溶液中的杂质进行有效分离，从而制备高纯度一水硫酸亚铁，有效利用浓缩渣中的酸和铁，减少了环保压力。本专利技术实现上述专利技术目的的技术方案如下：一种钛白粉废酸再利用的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：（1）钛白粉废酸除杂向钛白粉废酸中加入絮凝剂，进行除杂；（2）除杂后浓缩渣降酸：钛白粉废酸除杂后进行加热浓缩，将浓缩渣与湿法转晶所产生的母液混合打浆，加入铁粉降酸；（3）降温，结晶，过滤：将步骤（2）的产物进行冷却结晶，冷却至室温，促使步骤（2）产物中的一水硫酸亚铁转化成七水硫酸亚铁，过滤得到七水硫酸亚铁；(4)、七水硫酸亚铁转晶、分离、烘干：向步骤（3）的产物中加入湿法转晶母液打浆，加热浆液，使七水硫酸亚铁溶解并析出一水硫酸亚铁晶体，转晶完成后趁热分离，母液回用于浓缩渣或七水硫酸亚铁打浆，滤饼烘干得一水硫酸亚铁。优选的，絮凝剂为聚丙烯醇、聚丙烯酸酯的化合物。优选的，浓缩渣与浆料的比重为1.1～1.4，按游离硫酸质量的50％加入铁粉，调节浆料中硫酸的质量百分含量为4％。更优选的，将粒径为2～20μm的钛白粉废酸浓缩渣与湿法转晶的母液混合打浆，控制料浆比重为1.2～1.4，按游离硫酸质量的30～70％加入铁粉，在50℃～90℃的温度下反应2～4h，调节浆料中硫酸的质量百分含量至2～6％，铁的质量百分含量为10～15％，以便一水硫酸亚铁向七水硫酸亚铁转化；优选的，步骤（3）中降温速率为0.2～2℃/min。更优选的，将步骤（2）反应后的料浆转入冷却器内，按0.2～2℃/min的速度缓慢降温，冷却结晶1～3h，冷却最终温度为10～25℃，以促使废酸浓缩渣中粒径为2～20μm的一水硫酸亚铁转化成粒径为300～500μm的七水硫酸亚铁，用孔径为100～200μm的单丝滤布过滤，得到七水硫酸亚铁；优选地，向步骤(3)所得七水硫酸亚铁中加入水或湿法转晶的母液打浆，控制料浆比重为1.3～1.5，将料浆加热至80～105℃，使七水硫酸亚铁溶解并析出一水硫酸亚铁晶体，转晶时间为30～120min，转晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛白粉废酸再利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）钛白粉废酸除杂：向钛白粉废酸中加入絮凝剂，进行除杂；（2）得到浓缩渣，对浓缩渣降酸：将钛白粉废酸除杂后进行加热浓缩，在浓缩渣中加入湿法转晶所产生的母液混合打浆，加入铁粉降酸；（3）降温，结晶，过滤：具体为：将步骤（2）的产物进行冷却结晶，冷却至室温，促使步骤（2）产物中的一水硫酸亚铁转化成七水硫酸亚铁，过滤得到七水硫酸亚铁；(4)、七水硫酸亚铁转晶、分离、烘干：具体为：向步骤（3）的产物七水硫酸亚铁中加入湿法转晶母液并进行打浆，加热浆液，使七水硫酸亚铁充分溶解并析出一水硫酸亚铁晶体，转晶完成，立即趁热分离，分离后的母液回用于浓缩渣或七水硫酸亚铁打浆，分离后得到滤饼烘干得到一水硫酸亚铁。

【技术特征摘要】
1.一种钛白粉废酸再利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）钛白粉废酸除杂：向钛白粉废酸中加入絮凝剂，进行除杂；（2）得到浓缩渣，对浓缩渣降酸：将钛白粉废酸除杂后进行加热浓缩，在浓缩渣中加入湿法转晶所产生的母液混合打浆，加入铁粉降酸；（3）降温，结晶，过滤：具体为：将步骤（2）的产物进行冷却结晶，冷却至室温，促使步骤（2）产物中的一水硫酸亚铁转化成七水硫酸亚铁，过滤得到七水硫酸亚铁；(4)、七水硫酸亚铁转晶、分离、烘干：具体为：向步骤（3）的产物七水硫酸亚铁中加入湿法转晶母液并进行打浆，加热浆液，使七水硫酸亚铁充分溶解并析出一水硫酸亚铁晶体，转晶完成，立即趁热分离，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭本铃，邓伯松，胡海军，古远明，刘赢锐，
申请(专利权)人：襄阳龙蟒钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42