钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法及其应用技术

本发明专利技术公开了钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法及其应用，本发明专利技术采用热水将七水硫酸亚铁溶解得到溶解液；在搅拌情况下将溶解液升温，向溶解液中加入磷酸盐，搅拌澄清；向澄清浆液中加入吸附剂、絮凝剂，搅拌过滤，得到净化后的硫酸亚铁溶液。本发明专利技术的方法除杂率高、铁损失小、过滤速度快、工艺流程简单、成本低，未引入其他杂质，反应周期短，工艺适于工业化生产。净化后的硫酸亚铁的纯度可用于一步法制备电池级磷酸铁。制备电池级磷酸铁。

【技术实现步骤摘要】
钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法及其应用


[0001]本专利技术属于化工
，具体涉及钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法及其应用。

技术介绍

[0002]钛白粉的生产方法主要有硫酸法和氯化法，硫酸法因生产工艺相对简单，设备相对温和，对钛矿的品位要求较低等优点，被大多数钛白粉生产企业所采用，目前国内较大的钛白粉生产企业基本都采用硫酸法生产钛白粉，占比高达98％。
[0003]硫酸法生产钛白粉的过程中会产生大量的七水硫酸亚铁副产品，据不完全统计，七水硫酸亚铁的产量高达600～800万吨/年，因其含有Ti、Mn等杂质元素而无法直接作为电池级磷酸铁的原料，只能作为净水剂、饲料添加剂、肥料、涂料等。由于净水剂、饲料添加剂、肥料、涂料中硫酸亚铁的用量极少，造成大量七水硫酸亚铁作为固体废弃物被堆放，不仅影响环境，而且对铁资源造成了浪费。
[0004]相关技术中，除杂方法主要有水解除杂法、亚铁还原法等。水解除杂法是通过调节硫酸亚铁溶液pH值并加热使钛水解生成偏钛酸，但其中的钛、锰的去除率低，且水解生成胶体沉淀难以过滤去除。亚铁还原法是先向硫酸亚铁溶液中加入一定量的磷酸，预先消除Fe
3+
对TiO
2+
水解的影响，而后在搅拌下加入氨水调节溶液pH至2.5～4.0，使钛发生水解反应，但该方法加入氨水调节pH值对环境不友好，且水解时产生大量胶体，虽加入木质纤维素也难以过滤，且对锰的去除率低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术所存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种钛白粉副产物七水硫酸亚铁中除杂效率高、操作简单、反应周期短、易过滤、成本低的方法及其应用。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法，包括以下步骤：
[0007](1)用热水将七水硫酸亚铁溶解得溶解液；
[0008](2)在搅拌情况下将溶解液升温，向溶解液中加入适量的磷酸盐，澄清一定时间后得到澄清浆液；
[0009](3)向澄清浆液中依次加入适量的吸附剂、絮凝剂，搅拌得到絮凝浆料；
[0010](4)将絮凝浆料过滤，得到净化后的硫酸亚铁溶液。
[0011]进一步地，所述步骤(1)中，所述热水为纯水、自来水、回用水、浓水中的一种或几种，温度为30～60℃。
[0012]进一步地，所述步骤(1)中，溶解液中铁离子浓度为1～3mol/L。
[0013]进一步地，所述步骤(2)中，磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种或几种。
[0014]进一步地，所述步骤(2)中，所述磷酸盐质量浓度为10～30％，磷酸盐用量为8～
80L/m3的硫酸亚铁溶液。
[0015]进一步地，所述步骤(2)中，在搅拌情况下将溶解液升温至30～60℃，搅拌转速小于40r/min，搅拌时间20～60min，澄清时间30～300min。
[0016]进一步地，所述步骤(3)中，吸附剂质量浓度为5～20％，吸附剂用量为15～60L/m3的硫酸亚铁溶液。
[0017]进一步地，所述步骤(3)中，絮凝剂质量浓度为1～5
‰
，絮凝剂用量为15～40L/m3的硫酸亚铁溶液。
[0018]进一步地，所述步骤(3)中，吸附剂为硅藻土，絮凝剂为聚丙烯酰胺。
[0019]进一步地，所述步骤(3)中，絮凝搅拌转速小于40r/min，搅拌时间10～30min。
[0020]进一步地，所述步骤(4)中，将絮凝浆料依次粗过滤、精过滤。
[0021]进一步地，所述步骤(4)中，净化后的硫酸亚铁溶液中Ti的含量小于5ppm、Mn含量小于400ppm。
[0022]本专利技术还提供了一种净化后的硫酸亚铁的应用，用于一步法制备电池级磷酸铁。
[0023]采用本专利技术的技术方案带来的有益效果是，一种钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法，本专利技术的方法不需要预处理调节硫酸亚铁溶液的pH值，直接在溶解液中加入磷酸盐，使钛生成磷酸钛，并加入吸附剂、絮凝剂即可除钛、锰，净化后的硫酸亚铁纯度可用于一步法制备电池级磷酸铁。本专利技术的方法中加入的盐离子在去除杂质的过程中不形成沉淀，通过洗涤即能去除，因此本专利技术的方法不引入钠、铵等杂质，絮凝浆料易于过滤，反应周期显著缩短；本专利技术净化除杂的条件温和，磁性物浓度小于1ppm，不存在带入磁性物或异物的风险，在实际流程中均可使用PPH罐，工艺流程简单，除杂过程耗能小，适于工业规模化生产。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例对本专利技术进行详细的描述。
[0025]实施例一
[0026]本专利技术实施例提供了一种钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法，包括以下步骤：
[0027](1)用热水将七水硫酸亚铁溶解得溶解液；
[0028](2)在搅拌情况下将溶解液升温，向溶解液中加入适量的磷酸盐，澄清一定时间后得到澄清浆液；
[0029](3)向澄清浆液中依次加入适量的吸附剂、絮凝剂，搅拌得到絮凝浆料；
[0030](4)将絮凝浆料多次过滤，得到净化后的硫酸亚铁溶液。
[0031]优选地，所述步骤(1)中，所述热水为纯水、自来水、回用水、浓水中的一种或几种，温度为30～60℃；溶解液中铁离子浓度为1～3mol/L。七水硫酸亚铁为钛白粉副产物，其铁含量一般为17～20％、钛含量一般为0.1～1％、锰含量一般为0.2～0.5％。当温度小于60℃时，硫酸亚铁在水中的溶解度随温度的升高而升高，超过60℃，溶解度会下降。在10℃时，硫酸亚铁的溶解度约1.3mol/L，25℃时，硫酸亚铁溶解度约1.8mol/L，60℃达到最大值，约3.1mol/L。
[0032]优选地，所述步骤(2)中，磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢铵、磷酸氢
二铵中的一种或几种。
[0033]优选地，所述步骤(2)中，所述磷酸盐质量浓度为10～30％，磷酸盐用量为8～80L/m3的硫酸亚铁溶液。磷酸根与钛接触会生产磷酸钛沉淀，过量的磷酸根会与溶液中的其他金属离子反应生成难过滤的絮状物沉淀。
[0034]优选地，所述步骤(2)中，在搅拌情况下将溶解液升温至30～60℃，搅拌转速小于40r/min，搅拌时间20～60min，澄清时间30～300min。本专利技术实施例控制搅拌强度和搅拌时间，防止絮状物被搅拌器打散打细，出现无法过滤的情况。同时升高温度，可提高化学反应平衡常数和速率常数，使反应除杂更彻底。
[0035]优选地，所述步骤(3)中，吸附剂质量浓度为5～20％，吸附剂用量为15～60L/m3的硫酸亚铁溶液。
[0036]优选地，所述步骤(3)中，絮凝剂质量浓度为1～5
‰
，絮凝剂用量为15～40L/m3的硫酸亚铁溶液。
[0037]优选地，所述步骤(3)中，吸附剂为硅藻土，絮凝剂为聚丙烯酰胺。硅藻土对杂质元素锰、钛有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法，其特征是，包括以下步骤：(1)用热水将七水硫酸亚铁溶解得溶解液；(2)在搅拌情况下将溶解液升温，向溶解液中加入适量的磷酸盐，澄清一定时间后得到澄清浆液；(3)向澄清浆液中依次加入适量的吸附剂、絮凝剂，搅拌得到絮凝浆料；(4)将絮凝浆料多次过滤，得到净化后的硫酸亚铁溶液。2.根据权利要求1所述的钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法，其特征是，所述步骤(1)中，所述热水为纯水、自来水、回用水、浓水中的一种或几种，温度为30～60℃；溶解液中铁离子浓度为1～3mol/L。3.根据权利要求1所述的一种钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法，其特征是，所述步骤(2)中，磷酸盐为磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法，其特征是，所述步骤(2)中，所述磷酸盐质量浓度为10～30％，磷酸盐用量为8～80L/m3的硫酸亚铁溶液。5.根据权利要求1所述的钛白粉副产物七水硫酸亚铁中杂质的去除方法，其特征是，所述步骤(2)中，在搅拌情...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘科强，张国源，王肖，裴高生，
申请(专利权)人：武汉新培新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：