鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法
2023-06-10 23:28:01
鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法
【專利摘要】本發明的一種鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，具有如下步驟：將原料酸性廢水排入反應槽；向反應槽中加入鐵皮和/或鐵粉；向反應槽中投加氧化鈣粉末；將反應完成後溶液排入壓濾機進行壓濾，壓濾後得到硫酸亞鐵廢水和硫酸鈣廢渣；將硫酸亞鐵廢水排入鐵黃晶種罐，向鐵黃晶種罐中計量投加鹼液，控制pH值3.0-4.0，向溶液中鼓入空氣氧化製得鐵黃晶種；將製得鐵黃晶種溶液投入氧化罐中，向氧化罐中加入鐵皮和/或鐵粉，向溶液中定量加入硫酸亞鐵溶液，並通入空氣氧化亞鐵離子得到鐵離子，直至氧化反應結束；將製得的氧化鐵黃溶液排入壓濾機中，得到成品氧化鐵黃粉末包裝入庫。本發明實現了鈦白工業生產的酸性廢水的無公害處理，資源化回收利用。
【專利說明】鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及氧化鐵黃的生產工藝，尤其是一種鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法。
【背景技術】
[0002]三氧化二鐵，化學名Fe2O3，又稱氧化鐵黃，用於各種塗料著色和保護物質，國內外生產氧化鐵黃的方法較多，主要有綠礬煅燒法、液相沉澱法、包核法等。
[0003]鈦白粉廠採用硫酸法生產鈦白顏料，是以鈦鐵礦為(FeT13)為原料，用硫酸分解礦石，欽和鐵均成為硫Ife鹽而溶解，在完成生廣欽白顏料王廣品及回收硫Ife亞鐵副廣後，仍有大量含有硫酸亞鐵的酸性廢水排放。該酸性廢水中，含硫酸亞鐵(FeSO4.7Η20)約20%(200g/L)、硫酸約15-20%(平均18%)，其它雜質如T1、Mn、Mg、Al等一般不超過1.0%。酸性廢水不能直接排放，會汙染環境，且含有較多的有用物質。酸性廢水需要先進行預處理才能進一步的提取其中的有用物質，在進行預處理後得到大量的硫酸亞鐵溶液，硫酸亞鐵具有較高的價值，可用於製備氧化鐵黃。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:提供一種鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，實現了鈦白工業生產的酸性廢水的無公害處理，資源化回收利用。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:一種鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，具有如下步驟:
①將含有硫酸亞鐵和硫酸的原料酸性廢水排入反應槽；
②向反應槽中加入鐵皮和/或鐵粉，向反應槽中通入蒸汽，對酸性廢水進行加熱，促進鐵皮和/或鐵粉與硫酸進行Fe + H2SO4 — FeSO4 + H2丨反應，製取更多的硫酸亞鐵；
③待反應一段時間後，向反應槽中投加氧化鈣粉末，並攪拌進行CaO+ H2SO4- CaSO4+ H2O中和反應，使酸性廢水中的殘餘硫酸生成硫酸鈣沉澱物，至反應槽內酸性廢水的pH值達到3-4即停止加入氧化鈣粉末；
④將反應完成後溶液排入壓濾機進行壓濾，壓濾後得到硫酸亞鐵廢水和硫酸鈣廢渣，將壓濾後的硫酸亞鐵廢水排入廢水處理池，壓濾後的硫酸鈣廢渣進入烘箱烘乾，將烘乾後的廢渣進行粉碎，製成硫酸鈣粉末；
⑤將廢水處理池中的硫酸亞鐵廢水排入鐵黃晶種罐，向鐵黃晶種罐中計量投加鹼液，生成氫氧化亞鐵，控制PH值3.0-4.0,向溶液中鼓入空氣氧化製得鐵黃晶種，2Fe (OH)2 +l/202— Fe 203.H2O + H2O ；
⑥將製得鐵黃晶種溶液投入氧化罐中，向氧化罐中的鐵黃晶種溶液加入鐵皮和/或鐵粉，向溶液中定量加入硫酸亞鐵溶液，向氧化罐內的溶液中通入蒸汽加熱溶液，並通入空氣氧化亞鐵離子得到鐵離子，鐵離子與水中的氫氧根結合併沉積在鐵黃晶種表面上，逐漸形成氧化鐵黃，氧化反應的同時生產的氫離子與鐵皮和/或鐵粉反應，生成亞鐵離子並再被氧化成鐵離子，直至氧化反應結束；
⑦將製得的氧化鐵黃溶液排入壓濾機中，進行固液分離，得到母液水和濾渣，固液分離後得到的濾渣水洗後再次壓濾，得到乾淨的濾渣後進行烘乾操作，對烘乾後的濾渣進行粉碎後，得到成品氧化鐵黃粉末包裝入庫。
[0006]步驟②中向反應槽中通入蒸汽，使酸性廢水加熱至50_60°C。
[0007]步驟②中反應槽中硫酸含量降低至10%以下時即停止添加鐵皮和/或鐵粉。
[0008]步驟②中在向反應槽中通入蒸汽時，隨水蒸汽揮發的硫酸霧廢氣進行集中收集後排入鹼液噴淋吸收塔。
[0009]步驟⑤中所述的鹼液為氫氧化鈉溶液，發生FeSO4+ 2Na0H — Fe (OH) 2+ Na #04反應。
[0010]所述的氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的質量百分數為30%。
[0011]步驟⑤在20_30°C的溫度下進行。
[0012]步驟⑥通入蒸汽時保持溶液溫度80_85°C。
[0013]步驟⑥時保持溶液的pH值在3.0-4.0之間。
[0014]本發明的有益效果是，本發明的鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法實現了鈦白工業生產的酸性廢水的無公害處理，資源化回收利用，得到硫酸鈣粉末和氧化鐵黃粉末，可用於其它工業原料。
【具體實施方式】
[0015]本發明的一種鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，具有如下步驟:
①將含有硫酸亞鐵和硫酸的原料酸性廢水排入反應槽；
②向反應槽中加入鐵皮和/或鐵粉，向反應槽中通入蒸汽，對酸性廢水進行加熱，促進鐵皮和/或鐵粉與硫酸進行Fe + H2SO4 — FeSO4 + H2丨反應，製取更多的硫酸亞鐵；
③待反應一段時間後，向反應槽中投加氧化鈣粉末，並攪拌進行CaO+ H2SO4- CaSO4+ H2O中和反應，使酸性廢水中的殘餘硫酸生成硫酸鈣沉澱物，至反應槽內酸性廢水的pH值達到3-4即停止加入氧化鈣粉末；
④將反應完成後溶液排入壓濾機進行壓濾，壓濾後得到硫酸亞鐵廢水和硫酸鈣廢渣，將壓濾後的硫酸亞鐵廢水排入廢水處理池，壓濾後的硫酸鈣廢渣進入烘箱烘乾，將烘乾後的廢渣進行粉碎，製成硫酸鈣粉末；
⑤將廢水處理池中的硫酸亞鐵廢水排入鐵黃晶種罐，向鐵黃晶種罐中計量投加鹼液，生成氫氧化亞鐵，控制PH值3.0-4.0,向溶液中鼓入空氣氧化製得鐵黃晶種，2Fe (OH)2 +l/202— Fe 203.H2O + H2O ；
⑥將製得鐵黃晶種溶液投入氧化罐中，向氧化罐中的鐵黃晶種溶液加入鐵皮和/或鐵粉，向溶液中定量加入硫酸亞鐵溶液，向氧化罐內的溶液中通入蒸汽加熱溶液，並通入空氣氧化亞鐵離子得到鐵離子，鐵離子與水中的氫氧根結合併沉積在鐵黃晶種表面上，逐漸形成氧化鐵黃，氧化反應的同時生產的氫離子與鐵皮和/或鐵粉反應，生成亞鐵離子並再被氧化成鐵離子，直至氧化反應結束；
⑦將製得的氧化鐵黃溶液排入壓濾機中，進行固液分離，得到母液水和濾渣，固液分離後得到的濾渣水洗後再次壓濾，得到乾淨的濾渣後進行烘乾操作，對烘乾後的濾渣進行粉碎後，得到成品氧化鐵黃粉末包裝入庫。
[0016]步驟②中向反應槽中通入蒸汽，使酸性廢水加熱至50_60°C。步驟②中反應槽中硫酸含量降低至10%以下時即停止添加鐵皮和/或鐵粉。步驟②中在向反應槽中通入蒸汽時，隨水蒸汽揮發的硫酸霧廢氣進行集中收集後排入鹼液噴淋吸收塔。
[0017]步驟⑤中所述的鹼液為氫氧化鈉溶液，發生FeSO4+ 2Na0H - Fe (OH) 2+似#04反應。所述的氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的質量百分數為30%。步驟⑤在20-30°C的溫度下進行。
[0018]步驟⑥通入蒸汽時保持溶液溫度80_85°C。步驟⑥時保持溶液的pH值在3.0-4.0之間。
[0019]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。
【權利要求】
1.一種鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，其特徵是具有如下步驟: ①將含有硫酸亞鐵和硫酸的原料酸性廢水排入反應槽； ②向反應槽中加入鐵皮和/或鐵粉，向反應槽中通入蒸汽，對酸性廢水進行加熱，促進鐵皮和/或鐵粉與硫酸進行Fe + H2SO4 — FeSO4 + H2丨反應，製取更多的硫酸亞鐵； ③待反應一段時間後，向反應槽中投加氧化鈣粉末，並攪拌進行CaO+ H2SO4- CaSO4+ H2O中和反應，使酸性廢水中的殘餘硫酸生成硫酸鈣沉澱物，至反應槽內酸性廢水的pH值達到3-4即停止加入氧化鈣粉末； ④將反應完成後溶液排入壓濾機進行壓濾，壓濾後得到硫酸亞鐵廢水和硫酸鈣廢渣，將壓濾後的硫酸亞鐵廢水排入廢水處理池，壓濾後的硫酸鈣廢渣進入烘箱烘乾，將烘乾後的廢渣進行粉碎，製成硫酸鈣粉末； ⑤將廢水處理池中的硫酸亞鐵廢水排入鐵黃晶種罐，向鐵黃晶種罐中計量投加鹼液，生成氫氧化亞鐵，控制PH值3.0-4.0,向溶液中鼓入空氣氧化製得鐵黃晶種，2Fe (OH)2 +l/202— Fe 203.H2O + H2O ； ⑥將製得鐵黃晶種溶液投入氧化罐中，向氧化罐中的鐵黃晶種溶液加入鐵皮和/或鐵粉，向溶液中定量加入硫酸亞鐵溶液，向氧化罐內的溶液中通入蒸汽加熱溶液，並通入空氣氧化亞鐵離子得到鐵離子，鐵離子與水中的氫氧根結合併沉積在鐵黃晶種表面上，逐漸形成氧化鐵黃，氧化反應的同時生產的氫離子與鐵皮和/或鐵粉反應，生成亞鐵離子並再被氧化成鐵離子，直至氧化反應結束； ⑦將製得的氧化鐵黃溶液排入壓濾機中，進行固液分離，得到母液水和濾渣，固液分離後得到的濾渣水洗後再次壓濾，得到乾淨的濾渣後進行烘乾操作，對烘乾後的濾渣進行粉碎後，得到成品氧化鐵黃粉末包裝入庫。
2.如權利要求1所述的鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，其特徵是: 步驟②中向反應槽中通入蒸汽，使酸性廢水加熱至50-60°C。
3.如權利要求1或2所述的鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，其特徵是:步驟②中反應槽中硫酸含量降低至10%以下時即停止添加鐵皮和/或鐵粉。
4.如權利要求1所述的鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，其特徵是:步驟②中在向反應槽中通入蒸汽時，隨水蒸汽揮發的硫酸霧廢氣進行集中收集後排入鹼液噴淋吸收+R ο
5.如權利要求1所述的鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，其特徵是:步驟⑤中所述的喊液為氫氧化鈉溶液，發生FeSO4+ 2Na0H — Fe (OH) 2+ Na 2S04反應。
6.如權利要求5所述的鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，其特徵是:所述的氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的質量百分數為30%。
7.如權利要求5所述的鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，其特徵是:步驟⑤在20-30°C的溫度下進行。
8.如權利要求1所述的鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，其特徵是:步驟⑥通入蒸汽時保持溶液溫度80-85 °C。
9.如權利要求8所述的鈦白工業酸性廢水生產氧化鐵黃的方法，其特徵是:步驟⑥時保持溶液的PH值在3.0-4.0之間。
【文檔編號】C01G49/06GK104478001SQ201410666586
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】周淑華 申請人:周淑華