申请日2014.11.20
公开(公告)日2015.03.25
IPC分类号C01F11/46; C01G49/06
摘要
本发明的一种硫酸亚铁溶液制备氧化铁红的生产工艺，具有如下步骤：将原料酸性废水排入反应槽;向反应槽中加入铁皮和/或铁粉;向反应槽中投加氧化钙粉末;将反应完成后溶液排入压滤机进行压滤，压滤后得到硫酸亚铁废水和硫酸钙废渣;将硫酸亚铁废水排入铁红晶种罐，向铁红晶种罐中计量投加碱液，控制pH值8.5-9.5，向溶液中鼓入空气氧化制得铁红晶种;将制得铁红晶种溶液投入氧化罐中，向氧化罐中加入铁皮和/或铁粉，向溶液中定量加入硫酸亚铁溶液，并通入空气氧化亚铁离子得到铁离子，直至氧化反应结束;将制得的氧化铁红溶液排入压滤机中，得到成品氧化铁红粉末包装入库。本发明实现了钛白工业生产的酸性废水的无公害处理，资源化回收利用。
权利要求书
1.一种钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，其特征是具有如下步骤：
①将含有硫酸亚铁和硫酸的原料酸性废水排入反应槽;
②向反应槽中加入铁皮和/或铁粉，向反应槽中通入蒸汽，对酸性废水进行加热，促进铁皮和/或铁粉与硫酸进行Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑反应，制取更多的硫酸亚铁;
③待反应一段时间后，向反应槽中投加氧化钙粉末，并搅拌进行CaO + H2SO4→ CaSO4 + H2O中和反应，使酸性废水中的残余硫酸生成硫酸钙沉淀物，至反应槽内酸性废水的pH值达到3-4即停止加入氧化钙粉末;
④将反应完成后溶液排入压滤机进行压滤，压滤后得到硫酸亚铁废水和硫酸钙废渣，将压滤后的硫酸亚铁废水排入废水处理池，压滤后的硫酸钙废渣进入烘箱烘干，将烘干后的废渣进行粉碎，制成硫酸钙粉末;
⑤将废水处理池中的硫酸亚铁废水排入铁红晶种罐，向铁红晶种罐中计量投加碱液，生成氢氧化亚铁，控制pH值8.5-9.5，向溶液中鼓入空气氧化制得铁红晶种，2Fe(OH)2+1/2O2→Fe2O3·H2O+H2O;
⑥将制得铁红晶种溶液投入氧化罐中，向氧化罐中的铁红晶种溶液加入铁皮和/或铁粉，向溶液中定量加入硫酸亚铁溶液，向氧化罐内的溶液中通入蒸汽加热溶液，并通入空气氧化亚铁离子得到铁离子，铁离子与水中的氢氧根结合并沉积在铁红晶种表面上，逐渐形成氧化铁红，氧化反应的同时生产的氢离子与铁皮和/或铁粉反应，生成亚铁离子并再被氧化成铁离子，直至氧化反应结束;
⑦将制得的氧化铁红溶液排入压滤机中，进行固液分离，得到母液水和滤渣，固液分离后得到的滤渣水洗后再次压滤，得到干净的滤渣后进行烘干操作，对烘干后的滤渣进行粉碎后，得到成品氧化铁红粉末包装入库。
2.如权利要求1所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，其特征是：
步骤②中向反应槽中通入蒸汽，使酸性废水加热至50-60℃。
3.如权利要求1或2所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，其特征是：步骤②中反应槽中硫酸含量降低至10%以下时即停止添加铁皮和/或铁粉。
4.如权利要求1所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，其特征是：步骤②中在向反应槽中通入蒸汽时，随水蒸汽挥发的硫酸雾废气进行集中收集后排入碱液喷淋吸收塔。
5.如权利要求1所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，其特征是：步骤⑤中所述的碱液为氢氧化钠溶液，发生FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4反应。
6.如权利要求5所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，其特征是：所述的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分数为30%。
7.如权利要求5所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，其特征是：步骤⑤在20-30℃的温度下进行。
8.如权利要求1所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，其特征是：步骤⑥通入蒸汽时保持溶液温度80-85℃。
9.如权利要求8所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，其特征是：步骤⑥时保持溶液的pH值在3.0-4.0之间。
说明书
钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法
技术领域
本发明涉及氧化铁红的生产工艺，尤其是一种钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法。
背景技术
三氧化二铁，化学名Fe2O3，又称氧化铁红，用于各种涂料着色和保护物质，国内外生产氧化铁红的方法较多,主要有绿矾煅烧法、液相沉淀法、包核法等。
钛白粉厂采用硫酸法生产钛白颜料，是以钛铁矿为(FeTiO3)为原料，用硫酸分解矿石，钛和铁均成为硫酸盐而溶解，在完成生产钛白颜料主产品及回收硫酸亚铁副产后，仍有大量含有硫酸亚铁的酸性废水排放。该酸性废水中，含硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)约20%(200g/L)、硫酸约15-20%(平均18%)，其它杂质如Ti、Mn、Mg、Al等一般不超过1.0%。酸性废水不能直接排放，会污染环境，且含有较多的有用物质。酸性废水需要先进行预处理才能进一步的提取其中的有用物质，在进行预处理后得到大量的硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁具有较高的价值，可用于制备氧化铁红。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，实现了钛白工业生产的酸性废水的无公害处理，资源化回收利用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，具有如下步骤：
①将含有硫酸亚铁和硫酸的原料酸性废水排入反应槽;
②向反应槽中加入铁皮和/或铁粉，向反应槽中通入蒸汽，对酸性废水进行加热，促进铁皮和/或铁粉与硫酸进行Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑反应，制取更多的硫酸亚铁;
③待反应一段时间后，向反应槽中投加氧化钙粉末，并搅拌进行CaO + H2SO4→ CaSO4 + H2O中和反应，使酸性废水中的残余硫酸生成硫酸钙沉淀物，至反应槽内酸性废水的pH值达到3-4即停止加入氧化钙粉末;
④将反应完成后溶液排入压滤机进行压滤，压滤后得到硫酸亚铁废水和硫酸钙废渣，将压滤后的硫酸亚铁废水排入废水处理池，压滤后的硫酸钙废渣进入烘箱烘干，将烘干后的废渣进行粉碎，制成硫酸钙粉末;
⑤将废水处理池中的硫酸亚铁废水排入铁红晶种罐，向铁红晶种罐中计量投加碱液，生成氢氧化亚铁，控制pH值8.5-9.5，向溶液中鼓入空气氧化制得铁红晶种，2Fe(OH)2+1/2O2→Fe2O3·H2O+H2O;
⑥将制得铁红晶种溶液投入氧化罐中，向氧化罐中的铁红晶种溶液加入铁皮和/或铁粉，向溶液中定量加入硫酸亚铁溶液，向氧化罐内的溶液中通入蒸汽加热溶液，并通入空气氧化亚铁离子得到铁离子，铁离子与水中的氢氧根结合并沉积在铁红晶种表面上，逐渐形成氧化铁红，氧化反应的同时生产的氢离子与铁皮和/或铁粉反应，生成亚铁离子并再被氧化成铁离子，直至氧化反应结束;
⑦将制得的氧化铁红溶液排入压滤机中，进行固液分离，得到母液水和滤渣，固液分离后得到的滤渣水洗后再次压滤，得到干净的滤渣后进行烘干操作，对烘干后的滤渣进行粉碎后，得到成品氧化铁红粉末包装入库。
步骤②中向反应槽中通入蒸汽，使酸性废水加热至50-60℃。
步骤②中反应槽中硫酸含量降低至10%以下时即停止添加铁皮和/或铁粉。
步骤②中在向反应槽中通入蒸汽时，随水蒸汽挥发的硫酸雾废气进行集中收集后排入碱液喷淋吸收塔。
步骤⑤中所述的碱液为氢氧化钠溶液，发生FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4反应。
所述的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分数为30%。
步骤⑤在20-30℃的温度下进行。
步骤⑥通入蒸汽时保持溶液温度80-85℃。
步骤⑥时保持溶液的pH值在3.0-4.0之间。
本发明的有益效果是，本发明的钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法实现了钛白工业生产的酸性废水的无公害处理，资源化回收利用，得到硫酸钙粉末和氧化铁红粉末，可用于其它工业原料。
具体实施方式
本发明的一种钛白工业酸性废水生产氧化铁红的方法，具有如下步骤：
①将含有硫酸亚铁和硫酸的原料酸性废水排入反应槽;
②向反应槽中加入铁皮和/或铁粉，向反应槽中通入蒸汽，对酸性废水进行加热，促进铁皮和/或铁粉与硫酸进行Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑反应，制取更多的硫酸亚铁;
③待反应一段时间后，向反应槽中投加氧化钙粉末，并搅拌进行CaO + H2SO4→ CaSO4 + H2O中和反应，使酸性废水中的残余硫酸生成硫酸钙沉淀物，至反应槽内酸性废水的pH值达到3-4即停止加入氧化钙粉末;
④将反应完成后溶液排入压滤机进行压滤，压滤后得到硫酸亚铁废水和硫酸钙废渣，将压滤后的硫酸亚铁废水排入废水处理池，压滤后的硫酸钙废渣进入烘箱烘干，将烘干后的废渣进行粉碎，制成硫酸钙粉末;
⑤将废水处理池中的硫酸亚铁废水排入铁红晶种罐，向铁红晶种罐中计量投加碱液，生成氢氧化亚铁，控制pH值8.5-9.5，向溶液中鼓入空气氧化制得铁红晶种，2Fe(OH)2+1/2O2→Fe2O3·H2O+H2O;
⑥将制得铁红晶种溶液投入氧化罐中，向氧化罐中的铁红晶种溶液加入铁皮和/或铁粉，向溶液中定量加入硫酸亚铁溶液，向氧化罐内的溶液中通入蒸汽加热溶液，并通入空气氧化亚铁离子得到铁离子，铁离子与水中的氢氧根结合并沉积在铁红晶种表面上，逐渐形成氧化铁红，氧化反应的同时生产的氢离子与铁皮和/或铁粉反应，生成亚铁离子并再被氧化成铁离子，直至氧化反应结束;
⑦将制得的氧化铁红溶液排入压滤机中，进行固液分离，得到母液水和滤渣，固液分离后得到的滤渣水洗后再次压滤，得到干净的滤渣后进行烘干操作，对烘干后的滤渣进行粉碎后，得到成品氧化铁红粉末包装入库。
步骤②中向反应槽中通入蒸汽，使酸性废水加热至50-60℃。步骤②中反应槽中硫酸含量降低至10%以下时即停止添加铁皮和/或铁粉。步骤②中在向反应槽中通入蒸汽时，随水蒸汽挥发的硫酸雾废气进行集中收集后排入碱液喷淋吸收塔。
步骤⑤中所述的碱液为氢氧化钠溶液，发生FeSO4+2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4反应。所述的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分数为30%。步骤⑤在20-30℃的温度下进行。
步骤⑥通入蒸汽时保持溶液温度80-85℃。步骤⑥时保持溶液的pH值在3.0-4.0之间。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。