一種硫酸亞鐵提純除雜廢棄物的綜合利用方法與流程

2023-05-03 10:41:46

本發明涉及廢棄物綜合利用領域，具體涉及一種利用硫酸法鈦白粉生產過程中的硫酸亞鐵提純除雜廢棄物的綜合利用方法。
背景技術：
：硫酸亞鐵是製備鐵系顏料和鐵氧體的重要原料，目前，硫酸亞鐵的最大來源是硫酸法鈦白粉生產過程中產生的副產品七水硫酸亞鐵。該硫酸亞鐵夾雜大量的雜質，直接影響到後序生產的使用和產品質量，因此必須將其夾雜的雜質進行去除。硫酸法鈦白粉生產過程中產生的硫酸亞鐵雜質如表1所述。表1硫酸法鈦白粉副產硫酸亞鐵雜質情況化合物FeSO4.7H2OMnSO4.7H2OAl2(SO4)3.18H2OCaSO4.2H2OTiOSO4水不溶物含量％88－9505－1.50.2－0.50.11－0.230.8－3.01－5因此在製備其他鐵系顏料時必須將硫酸亞鐵夾雜的雜質進行去除，精製處理1噸硫酸亞鐵，除雜廢棄物大致產生50-60公斤。所以產生的廢棄物必須進行處置，如何處置，變廢為寶，是需要解決的關鍵問題。表2硫酸亞鐵提純後除雜廢棄物的組成情況元素NaMgAlSiPS含量％0.46990.2180.44090.1560.0311810.25元素ClKCaTiCrMn含量％0.046320.018030.0279649.200.054120.7159元素FeZnZrNbBi含量％38.160.033230.013210.15350.02034∑99.36428按照廢棄物組成進行分析發現，廢棄物組成主要的元素為鈦、鐵和硫。將主要元素折合為氧化物計算得到如下情況：表3廢棄物主要元素折合為氧化物的組成情況項目氧化物％Ti＝＝TiO2TiO2＝82.068％S＝＝H2SO4H2SO4＝31.39％Fe＝＝FeSO4FeSO4＝103.577％因此，將硫酸法鈦白粉生產過程中產生的硫酸亞鐵提純後的廢棄物進行綜合利用的關鍵是鈦硫鐵三元素的利用。但是目前企業均沒有實現綜合利用或者是資源轉化，基本是以堆存為主，因為含有硫酸鹽，堆存的結果是造成環境汙染，並且存在環境風險，尤其是隨著環保的加強，進行資源綜合利用迫在眉睫。技術實現要素：針對現有技術的不足之處和缺陷，本發明的目的在於提供一種利用硫酸法鈦白粉生產過程中的硫酸亞鐵提純除雜廢棄物的綜合利用方法，消除硫酸鹽的環境風險，得到無害化處理並且變廢為寶，製備出多個化工產品。本發明採用的技術方案如下：一種硫酸亞鐵提純除雜廢棄物的綜合利用方法，包括以下步驟：(1)廢棄物經酸化分離得人造金紅石；(2)濾液經沉澱分離、焙燒得氧化鐵紅；(3)上一工序所得濾液經濃縮烘乾得氯化銨。所述步驟(1)中將廢棄物置於稀鹽酸罐中，充分攪拌後打入板框內進行固液分離，所得濾餅經烘乾脫水、煅燒、粉碎得人造金紅石，濾液進入下一工序備用。所述步驟(1)中用自來水配置質量濃度為20-25％的稀鹽酸1000L，加入廢棄物300kg，用槳葉式攪拌充分攪拌40-80min，攪拌速度控制在20-50轉/min。所述步驟(1)中濾餅經烘乾脫水後，採用馬弗爐或迴轉窯繼續升溫至800-860℃，保溫30-60min，待物料自然冷卻後，粉碎至200目通過率大於95％即得人造金紅石。所述步驟(2)中向前一工序濾液中加入氨水，充分沉澱濾液中的鐵離子，採用空氣攪拌進行氧化後，經板框過濾，所得濾餅烘乾焙燒得氧化鐵紅，濾液備用。所述步驟(2)中氨水的質量濃度為10-15％，進行氧化攪拌時間為30-60min。所述步驟(2)中濾餅進入馬弗爐，溫度控制在100-130℃，進行低溫脫水後，繼續升溫至600-650℃，保持溫度30-60min，自然降溫冷卻，得到氧化鐵紅。所述步驟(3)中將上一工序備用的濾液進行加熱濃縮後，自然降至室溫，使氯化銨結晶析出。所述步驟(3)中加熱濃縮溫度控制在90-100℃，時間控制在90-120min以內，加熱濃縮至氯化銨的濃度為200-300g/L。本發明考慮到廢棄物主要組成為二氧化鈦、硫酸鐵鹽，利用二氧化鈦不溶於稀鹽酸的性質，通過加入稀鹽酸使二氧化鈦與其他雜質分離，分離後的濾液加入氨水沉澱得到氫氧化鐵，烘乾焙燒得到氧化鐵紅，濾液濃縮烘乾得到氯化銨產品。本發明的有益效果在於：利用硫酸法鈦白粉生產過程中的硫酸亞鐵提純除雜廢棄物進行綜合利用，實現了固體廢棄物的綜合利用和產品價值的提升，使硫酸法鈦白粉生產過程中的硫酸亞鐵提純除雜廢棄物進行增值，由單一的固體廢物，通過分離沉澱合成得到三種化工產品，易於實施，變廢為寶。附圖說明圖1為本發明所述工藝流程圖。具體實施方式實施例1用自來水配置質量濃度為20％的稀鹽酸1000L，稱量廢棄物300kg放置於已經配置好的稀鹽酸罐中，用槳葉式攪拌充分攪拌40min後，攪拌速度控制在20轉/min。將料液通過泵打入板框內，進行固液分離，濾餅進行烘乾脫水後，可以採用馬弗爐或者迴轉窯，繼續升溫至800℃，然後保溫30min後，物料自然冷卻後，進行粉碎至200目通過率大於95％，即得人造金紅石產品，濾液進入下一工序備用。向前一工序濾液中加入質量濃度10％左右的氨水，充分沉澱濾液中的鐵離子，然後採用空氣攪拌進行氧化，進行氧化攪拌30min，停止攪拌，進行板框過濾，濾餅進入馬弗爐，溫度控制在100℃，進行低溫脫水後，繼續升溫至600℃後，保持溫度30min，自然降溫冷卻，得到氧化鐵紅產品，濾液備用。將上一工序備用的濾液加熱濃縮，溫度控制在90℃，時間控制在90min以內，加熱濃縮到氯化銨的濃度為200g/L後，自然降至室溫，使氯化銨結晶析出，即得氯化銨產品。實施例2用自來水配置質量濃度為25％的稀鹽酸1000L，稱量廢棄物300kg放置於已經配置好的稀鹽酸罐中，用槳葉式攪拌充分攪拌60min後，攪拌速度控制在30轉/min。將料液通過泵打入板框內，進行固液分離，濾餅進行烘乾脫水後，可以採用馬弗爐或者迴轉窯，繼續升溫至840℃，然後保溫40min後，物料自然冷卻後，進行粉碎至200目通過率大於95％，即得人造金紅石產品，濾液進入下一工序備用。向前一工序濾液中加入質量濃度13％左右的氨水，充分沉澱濾液中的鐵離子，然後採用空氣攪拌進行氧化，進行氧化攪拌40min，停止攪拌，進行板框過濾，濾餅進入馬弗爐，溫度控制在110℃，進行低溫脫水後，繼續升溫至620℃後，保持溫度40min，自然降溫冷卻，得到氧化鐵紅產品，濾液備用。將上一工序備用的濾液加熱濃縮，溫度控制在95℃，時間控制在100min以內，加熱濃縮到氯化銨的濃度為230g/L後，自然降至室溫，使氯化銨結晶析出，即得氯化銨產品。實施例3用自來水配置質量濃度為23％的稀鹽酸1000L，稱量廢棄物300kg放置於已經配置好的稀鹽酸罐中，用槳葉式攪拌充分攪拌70min後，攪拌速度控制在40轉/min。將料液通過泵打入板框內，進行固液分離，濾餅進行烘乾脫水後，可以採用馬弗爐或者迴轉窯，繼續升溫至820℃，然後保溫50min後，物料自然冷卻後，進行粉碎至200目通過率大於95％，即得人造金紅石產品，濾液進入下一工序備用。向前一工序濾液中加入質量濃度14％左右的氨水，充分沉澱濾液中的鐵離子，然後採用空氣攪拌進行氧化，進行氧化攪拌50min，停止攪拌，進行板框過濾，濾餅進入馬弗爐，溫度控制在120℃，進行低溫脫水後，繼續升溫至640℃後，保持溫度50min，自然降溫冷卻，得到氧化鐵紅產品，濾液備用。將上一工序備用的濾液加熱濃縮，溫度控制在90℃，時間控制在110min以內，加熱濃縮到氯化銨的濃度為260g/L後，自然降至室溫，使氯化銨結晶析出，即得氯化銨產品。實施例4用自來水配置質量濃度為24％的稀鹽酸1000L，稱量廢棄物300kg放置於已經配置好的稀鹽酸罐中，用槳葉式攪拌充分攪拌80min後，攪拌速度控制在50轉/min。將料液通過泵打入板框內，進行固液分離，濾餅進行烘乾脫水後，可以採用馬弗爐或者迴轉窯，繼續升溫至860℃，然後保溫60min後，物料自然冷卻後，進行粉碎至200目通過率大於95％，即得人造金紅石產品，濾液進入下一工序備用。向前一工序濾液中加入質量濃度15％左右的氨水，充分沉澱濾液中的鐵離子，然後採用空氣攪拌進行氧化，進行氧化攪拌60min，停止攪拌，進行板框過濾，濾餅進入馬弗爐，溫度控制在130℃，進行低溫脫水後，繼續升溫至650℃後，保持溫度60min，自然降溫冷卻，得到氧化鐵紅產品，濾液備用。將上一工序備用的濾液加熱濃縮，溫度控制在100℃，時間控制在120min以內，加熱濃縮到氯化銨的濃度為300g/L後，自然降至室溫，使氯化銨結晶析出，即得氯化銨產品。表4所得化工產品的質量情況表4-1人造金紅石質量情況指標實施例1實施例2實施例3實施例4TiO2％95.394.696.795.5Fe％2.322.412.552.33表4-2氧化鐵紅質量情況指標實施例1實施例2實施例3實施例4Fe2O3％98.398.197.399.0pH8.18.48.28.6顏色不低於標樣近似於標樣不低於標樣不低於標樣表4-3氯化銨質量情況指標實施例1實施例2實施例3實施例4NH4Cl％98.599.099.298.2Fe％0.120.210.230.09pH4.35.65.14.8當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp