一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：S1.对钛精矿进行深度还原，得到金属化率在85％以上的还原钛精矿；S2.采用硫酸废酸浸取还原钛精矿；S3.将步骤S2浸取后的混合液进行固液分离，固体干燥得到人造金红石，滤液即硫酸亚铁溶液；然后采用步骤S4或S5生产得到聚合硫酸铁成品。本发明专利技术采用硫酸废酸浸取还原后钛精矿制备人造金红石，形成一种新颖的废酸循环再利用模式，科学有效利用硫酸废酸，同时联产人造金红石和聚合硫酸铁，大幅降低了废酸处理成本，提升了废酸的利用价值，符合当下国家提倡的绿色循环经济。色循环经济。色循环经济。

【技术实现步骤摘要】
一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法


[0001]本专利技术属于化工
，具体涉及了一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法。

技术介绍

[0002]针对目前中国钛资源的实况，鼓励优先发展氯化法和先进清洁生产的硫酸法工艺并举的路线。氯化法发展单线产能3万t/a及以上并以二氧化钛含量不小于90％的富钛料(人造金红石、天然金红石、高钛渣)为原料的氯化法生产工艺。
[0003]目前乃至以后较长时间，硫酸法钛白在中国依然扮演着重要的角色，而传统钛铁矿硫酸法废副产生量多，每生产1吨钛白粉，就会副产3～4硫酸亚铁，6～7吨20％的废硫酸，这部分废副如处理不当，不仅浪费了大量的资源，并且对环境造成很大破坏，十分不适宜中国新形势下的环保政策，岌岌可危。而国际先进钛白企业如亨兹曼，采用硫酸法生产钛白，其清洁生产的模式为硫酸法作了极好的代言，清洁生产是硫酸法钛白生存的关键，如何减少或有效合理利用硫酸法钛白废副产品是实现硫酸法清洁生产的基础，其中以酸溶性钛渣替代钛铁矿用于硫酸法，可大幅减少硫酸亚铁的产生，是实现清洁生产的一条重要途径。至于废酸，通常采用中和废酸生产石膏，其关键技术是正确掌握石膏的结晶方法，石膏有可靠的利用途径，否则易导致石膏大量堆积，引起二次污染。近些年虽有各种新技术处理这部分废酸，如通过膜处理净化酸用于硫酸工业，但存在生产成本高、设备运转率不高等不足，因此寻找一种高效利用这部分废酸的途径仍显得十分必要。
[0004]氯化法钛白因其特有的产品优势及较小的污染性，发展规模日益壮大，对富钛料的需求大幅提高，目前，国外富钛料厂商逐渐形成集团化，产能很大，与国外大型企业相比，国内富钛料不仅产能小，而且质量较差，远不能满足国内需求，如何保证优质、低成本富钛料长期充足稳定地供应是中国氯化法钛白稳定发展的首要任务。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法。
[0006]本专利技术的目的是以下述技术方案实现的：
[0007]一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：
[0008]S1.对钛精矿在850～1100℃下进行深度还原，得到金属化率在 85％以上的还原钛精矿；所述金属化率为所述还原钛精矿中的金属铁单质与全铁之比的百分数，Fe0/TFe
×
100％；
[0009]S2.采用硫酸废酸浸取所述还原钛精矿，浸取温度为常温～90℃；
[0010]S3.将步骤S2浸取后的混合液进行固液分离，固体干燥得到人造金红石，滤液即硫酸亚铁溶液，所述硫酸亚铁溶液中硫酸质量分数浓度为5～7％，亚铁离子含量为9～10％；然后采用步骤S4或S5生产得到聚合硫酸铁成品；
[0011]S4.将步骤S3得到的硫酸亚铁溶液首先进行浓缩，然后氧化、聚合得到合格的聚合硫酸铁；
[0012]S5.将步骤S3得到的硫酸亚铁溶液首先进行氧化、聚合得到聚合硫酸铁初品，再浓缩得到合格的聚合硫酸铁成品。
[0013]优选的，步骤S1所述钛精矿中钛含量以TiO2计为40％以上，钙含量以CaO计为小于0.1％，钙镁含量以CaO+MgO计不高于1.5％。
[0014]优选的，步骤S1所述深度还原的还原剂为步骤S2浸取产生的 H2，还原时间为0.5～4h，还原过程中控制反应尾气中所述H2的含量在3％以上。
[0015]优选的，步骤S2所述硫酸废酸质量分数浓度为18～22％。
[0016]优选的，所述硫酸废酸为生产硫酸法钛白粉过程中产生的硫酸废酸或其他工业废副硫酸。
[0017]优选的，步骤S2所述还原钛精矿与所述硫酸废酸之间的用量根据反应后滤液中硫酸和亚铁离子含量确定。
[0018]优选的，步骤S2所述浸取时间为0.5～3h。
[0019]优选的，步骤S4浓缩后硫酸亚铁溶液中硫酸质量分数浓度为 8～9％，亚铁离子含量为11～13％。
[0020]优选的，步骤S4和S5得到的合格的聚合硫酸铁成品中全Fe含量大于12％。
[0021]优选的，步骤S4和步骤S5氧化、聚合反应条件为：向硫酸亚铁溶液中通入氧气，氧气的添加量为吨聚合硫酸铁0.05～0.15％，并加入催化剂，催化剂为亚硝酸钠，其添加量为吨聚合硫酸铁0.1～0.3％，反应初始温度为50～65℃，反应时间为3～5h。
[0022]本专利技术采用硫酸废酸浸取还原后钛精矿制备人造金红石，浸取产生的氢气可回用至钛精矿还原，浸取后分离滤液可采用还原时尾气余热进行浓缩，浓缩后进行氧化、聚合反应可直接生产聚合硫酸铁，或是滤液直接进行氧化、聚合反应生产稀聚合硫酸铁初品，再采用还原时尾气余热进行浓缩得到合格的聚合硫酸铁，形成一种新颖的废酸循环再利用模式，科学有效利用硫酸废酸，同时联产人造金红石和聚合硫酸铁，大幅降低了废酸处理成本，提升了废酸的利用价值，符合当下国家提倡的绿色循环经济。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的方法流程图；
[0024]图2为本专利技术的另一种方法流程图。
具体实施方式
[0025]一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：
[0026]S1.对钛精矿在850～1100℃下进行深度还原，得到金属化率在 85％以上的还原钛精矿；金属化率为还原钛精矿中的金属铁单质与全铁之比的百分数，Fe0/TFe
×
100％；若还原温度过低，不利于还原为单质铁，金属化率较低，若还原温度过高，副反应增多，且生产成本增加；
[0027]S2.采用硫酸废酸浸取还原钛精矿，浸取温度为常温～90℃；
[0028]S3.将步骤S2浸取后的混合液进行固液分离，固体干燥得到人造金红石，滤液即硫
酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液中硫酸质量分数浓度为 5～7％，亚铁离子含量为9～10％；然后采用步骤S4或S5生产得到聚合硫酸铁；
[0029]S4.将步骤S3中的硫酸亚铁溶液首先进行浓缩，然后氧化、聚合得到合格的聚合硫酸铁；
[0030]S5.将步骤S3中的硫酸亚铁溶液首先进行氧化、聚合得到聚合硫酸铁初品，再浓缩得到合格的聚合硫酸铁。
[0031]钛精矿中除了钛矿物，还包括大量的铁矿物、以及少量的脉石矿物，其中铁矿物主要以赤铁矿(Fe2O3)形式存在，现有技术中酸浸法一般先将钛精矿的Fe
3+
还原为Fe
2+
，然后加酸在100℃以上高温下浸出Fe
2+
生成硫酸亚铁，并生成H2，而本专利技术将钛精矿在850～1100℃下进行深度还原，可将3价铁Fe
3+
还原为单质铁Fe0，单质铁相对于二价铁，与硫酸反应活性更高，在单质铁含量达到一定程度时(金属化率85％以上)，可在室温下进行反应，并使铁离子浸出完全，然后将浸取后的混合液固液分离，钛离子不与硫酸反应留在固相中，经干燥后获得人造金红石，浸取液中含有大量的硫酸亚铁和硫酸，可进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.对钛精矿在850～1100℃下进行深度还原，得到金属化率在85％以上的还原钛精矿；所述金属化率为所述还原钛精矿中的金属铁单质与全铁之比的百分数，Fe0/TFe
×
100％；S2.采用硫酸废酸浸取所述还原钛精矿，浸取温度为常温～90℃；S3.将步骤S2浸取后的混合液进行固液分离，固体干燥得到人造金红石，滤液即硫酸亚铁溶液，所述硫酸亚铁溶液中硫酸质量分数浓度为5～7％，亚铁离子含量为9～10％；然后采用步骤S4或S5生产得到聚合硫酸铁成品；S4.将步骤S3得到的硫酸亚铁溶液首先进行浓缩，然后氧化、聚合得到合格的聚合硫酸铁成品；S5.将步骤S3得到的硫酸亚铁溶液首先进行氧化、聚合得到聚合硫酸铁初品，再浓缩得到合格的聚合硫酸铁成品。2.如权利要求1所述的利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法，其特征在于，步骤S1所述钛精矿中钛含量以TiO2计为40％以上，钙含量以CaO计为小于0.1％，钙镁含量以CaO+MgO计不高于1.5％。3.如权利要求1所述的利用硫酸废酸联产人造金红石和聚合硫酸铁的方法，其特征在于，步骤S1所述深度还原的还原剂为步骤S2浸取产生的H2，还原时间为0.5～4h，还原过程中控制反应尾气中所述H2的含量在3％以上。4.如权利要求1所述的利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建立，李珍珍，邓伯松，豆君，
申请(专利权)人：龙蟒佰利联集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：