一種鈦白廢酸的綜合利用方法
2023-05-04 15:46:01
專利名稱：一種鈦白廢酸的綜合利用方法
技術領域：
本發明屬一種工業廢料的綜合利用方法，具體涉及一種鈦白廢液的綜合利用方法。
背景技術：
以鈦鐵礦為原料用硫酸法生產鈦白粉時，每生產一噸鈦白即會排出廢酸約8～10噸，這些廢酸中硫酸的含量約為18～24％，硫酸亞鐵含量約為15～25％，不僅造成嚴重的環境汙染，而且白白浪費了大量可利用的資源。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能夠減輕汙染、並從廢液中提取有用產品的鈦白廢酸液的綜合利用方法。
解決上述問題的技術方案是本發明方法包含下述內容1、用碳酸鈣中和廢酸中的游離硫酸，然後過濾，得到生石膏濾餅和硫酸亞鐵濾液；2、把所得濾餅用轉窯、沸騰流化床等設備焙燒，即得到石膏產品；3、把所得濾液硫酸亞鐵溶液用燒鹼中和得氫氧化亞鐵，再通入空氣在常溫下氧化得到鐵紅晶種；4、在晶種存在下，用蒸汽加熱，並用空氣進行二步氧化，均衡地加入硫酸亞鐵和燒鹼，選擇不同的時段終止反應即得到顏色不同的鐵紅漿料；將反應結束的鐵紅漿料進行水洗、過篩、過濾、乾燥、粉碎即為鐵紅產品。
上述過程第一項中和廢酸的化學反應式為
第二項培燒石膏的化學反應式為
第三項獲取鐵紅晶種的化學反應式為
第四項獲取鐵紅的化學反應式為
所述用於中和廢酸中游離硫酸的碳酸鈣可以是重質碳酸鈣和/或輕質碳酸鈣，加入鈦白廢酸液中的碳酸鈣為細度大於40目的粉狀碳酸鈣或漿狀碳酸鈣，直至溶液PH值為3～5，再進行漿料過濾；在所述對硫酸亞鐵濾液中和獲取鐵紅晶種的過程中，採用的中和劑為燒鹼，硫酸亞鐵(用FeSO4·7H2O表示)濃度為20～200g/L，中和後PH值為8～12。
具體過程是把過濾所得的硫酸亞鐵濾液加入底部有空氣分布器的晶種罐中，調節濃度為20～200g/L，在空氣攪拌的情況下，加入液體燒鹼至PH值為8～12，繼續通入空氣進行氧化，空氣流量按每立方米物料空氣流量為0.5～2m3/min，氧化溫度為10～30℃，氧化結束即得到鐵紅晶種；所述將鐵紅晶種進行二步氧化獲取鐵紅產品時，在二步氧化反應過程中加入中和劑燒鹼和硫酸亞鐵，氧化過程中控制硫酸亞鐵濃度為5～80g/L，PH值為1.5～4.5(優選值1.5～3.5)，反應溫度為70～95℃；具體過程是把鐵紅晶種加入二步氧化罐中，在空氣攪拌的情況下用硫酸或硫酸亞鐵調節PH值為1～4，並調節硫酸亞鐵初始濃度為10～50g/L，用蒸汽加熱至75～95℃，繼續按每立方米物料通入0.2～2m3/min的空氣進行氧化，氧化過程中連續加入硫酸亞鐵和燒鹼，控制反應溫度為70～95℃，硫酸亞鐵濃度為5～80g/L，PH值為1.5～4.5，生成的氧化鐵附著在晶種上，使晶粒逐步長大，選擇在不同的時段結束反應，即可得到顏色不同的鐵紅；將反應結束的鐵紅漿料進行水洗、過篩、過濾、乾燥、粉碎即為鐵紅產品。
本發明方法可從鈦白廢酸中提取有用物質石膏和氧化鐵紅，而且達到治理環境，減輕汙染的目的。
具體實施方案實施例一1、在容積為6000L帶攪拌的反應罐中，加入3000L的廢酸，開啟攪拌慢慢加入細度為120目的重質碳酸鈣，直至溶液PH值為4，泵入壓濾機壓濾，濾液送到硫酸亞鐵槽，分析濃度為260g/L；2、將濾餅用沸騰流化床在250～600℃下焙燒，得到石膏；3、將上述所得濾液硫酸亞鐵溶液500L置於3000L的晶種罐中，用水稀釋至濃度為80g/L，在空氣攪拌下，加入30％的液體燒鹼約98L調節至PH值為9，繼續按每立方米物料通入1.0m3/min的空氣，反應過程中漿料溫度約為20～22℃，氧化結束後得棕紅色鐵紅晶種。
4、把鐵紅晶種1000L加入5000L的二步氧化反應罐中，按每立方米物料通入2m3/min流量的空氣，用廢酸調節PH值為2，分析硫酸亞鐵初始濃度為40g/L，用蒸汽加熱至85℃，以0.5～0.6L/min的流量均衡加入實施例二的硫酸亞鐵溶液，0.16～0.19L/min的流量均衡加入30％液體燒鹼，控制反應的PH值為1.5～3.5，硫酸亞鐵濃度為30～50g/L，反應溫度為85±2℃，反應進行36小時後終止，可得淺色鐵紅產品。
實施例二1、在容積為6000L帶攪拌的反應罐中，加入3000L的廢酸，再加入500kg鈦白副產品七水硫酸亞鐵，攪拌溶解完全後，慢慢加入細度為120目的重質碳酸鈣，直至溶液PH值為4，泵入壓濾機壓濾，濾液送入另一硫酸亞鐵槽，分析濃度為425g/L；2、將濾餅用沸騰流化床在250～600℃下焙燒，得到石膏；3、取1項所得硫酸亞鐵濾液500L於3000L的晶種罐中，用水稀釋至濃度為80g/L，在空氣攪拌下，加入30％的液體燒鹼約155L調節至PH值為9，繼續按每立方米物料通入1.5m3/min流量的空氣，反應過程中漿料溫度約為20～22℃，氧化結束後得棕紅色鐵紅晶種；4、取鐵紅晶種1000L於5000L的二步氧化反應罐中，通入2m3/min的空氣，用廢酸調節PH值為2，分析硫酸亞鐵初始濃度為40g/L，用蒸汽加熱至85℃，以0.5～0.6L/min的流量均衡加入1項所得硫酸亞鐵濾液，0.16～0.19L/min的流量均衡加入30％液體燒鹼，控制反應的PH值為1.5～3.5，硫酸亞鐵濃度為30～50g/L，反應溫度為85±2℃，反應進行60小時後終止，可得深色鐵紅產品。
下面為實施例3-5主要實驗數據
權利要求
1.一種鈦白廢酸的綜合利用方法，其特徵在於包含下述內容(1)、用碳酸鈣中和廢酸中的游離硫酸，然後過濾，得到生石膏濾餅和硫酸亞鐵濾液；(2)、把所得濾餅用轉窯、沸騰流化床等設備培燒，即得到石膏產品；(3)、把所得濾液硫酸亞鐵溶液用燒鹼中和得氫氧化亞鐵，再通入空氣在常溫下氧化得到鐵紅晶種；(4)、在晶種存在下，用蒸汽加熱，並用空氣進行二步氧化，均衡地加入硫酸亞鐵和燒鹼，選擇不同的時段終止反應即得到顏色不同的鐵紅漿料；將反應結束的鐵紅漿料進行水洗、過篩、過濾、乾燥、粉碎即為鐵紅產品。
2.根據權利要求1所述的鈦白廢酸的綜合利用方法，其特徵在於所述用於中和廢酸中游離硫酸的碳酸鈣是重質碳酸鈣和/或輕質碳酸鈣，加入鈦白廢酸液中的碳酸鈣為細度大於40目的粉狀碳酸鈣或漿狀碳酸鈣，直至溶液PH值為3～5，再進行漿料過濾。
3.根據權利要求1或2所述的鈦白廢酸的綜合利用方法，其特徵在於在所述對硫酸亞鐵濾液中和獲取鐵紅晶種的過程中，採用的中和劑為燒鹼，硫酸亞鐵濃度為20～200g/L，中和後PH值為8～12。
4.根據權利要求3所述的鈦白廢酸的綜合利用方法，其特徵在於所述對硫酸亞鐵濾液中和獲取鐵紅晶種的過程是把過濾所得的硫酸亞鐵濾液加入底部有空氣分布器的晶種罐中，調節濃度為20～200g/L，在空氣攪拌的情況下，加入液體燒鹼至PH值為8～12，繼續通入空氣進行氧化，空氣流量按每立方米物料空氣流量為0.5～2m3/min，氧化溫度為10～30℃，氧化結束即得到鐵紅晶種。
5.根據權利要求1或2所述的鈦白廢酸的綜合利用方法，其特徵在於所述將鐵紅晶種進行二步氧化獲取鐵紅產品時，在二步氧化反應過程中加入中和劑燒鹼和硫酸亞鐵，氧化過程中控制硫酸亞鐵濃度為5～80g/L，PH值為1.5～4.5，反應溫度為70～95℃。
6.根據權利要求5所述的鈦白廢酸的綜合利用方法，其特徵在於所述將鐵紅晶種進行二步氧化獲取鐵紅產品的過程是把鐵紅晶種加入二步氧化罐中，在空氣攪拌的情況下用硫酸或硫酸亞鐵調節PH值為1～4，並調節硫酸亞鐵初始濃度為10～50g/L，用蒸汽加熱至75～95℃，繼續按每立方米物料通入0.2～2m3/min的空氣進行氧化，氧化過程中連續加入硫酸亞鐵和燒鹼，控制反應溫度為70～95℃，硫酸亞鐵濃度為5～80g/L，PH值為1.5～4.5，生成的氧化鐵附著在晶種上，使晶粒逐步長大，選擇在不同的時段結束反應，即可得到顏色不同的鐵紅；將反應結束的鐵紅漿料進行水洗、過篩、過濾、乾燥、粉碎即為鐵紅產品。
7.根據權利要求3所述的鈦白廢酸的綜合利用方法，其特徵在於所述將鐵紅晶種進行二步氧化獲取鐵紅產品時，在二步氧化反應過程中加入中和劑燒鹼和硫酸亞鐵， 氧化過程中控制硫酸亞鐵濃度為5～80g/L，PH值為1.5～4.5，反應溫度為70～95℃。
8.根據權利要求7所述的鈦白廢酸的綜合利用方法，其特徵在於所述將鐵紅晶種進行二步氧化獲取鐵紅產品的過程是把鐵紅晶種加入二步氧化罐中，在空氣攪拌的情況下用硫酸或硫酸亞鐵調節PH值為1～4，並調節硫酸亞鐵初始濃度為10～50g/L，用蒸汽加熱至75～95℃，繼續按每立方米物料通入0.2～2m3/min的空氣進行氧化，氧化過程中連續加入硫酸亞鐵和燒鹼，控制反應溫度為70～95℃，硫酸亞鐵濃度為5～80g/L，PH值為1.5～4.5，生成的氧化鐵附著在晶種上，使晶粒逐步長大，選擇在不同的時段結束反應，即可得到顏色不同的鐵紅；將反應結束的鐵紅漿料進行水洗、過篩、過濾、乾燥、粉碎即為鐵紅產品。
9.根據權利要求4所述的鈦白廢酸的綜合利用方法，其特徵在於所述將鐵紅晶種進行二步氧化獲取鐵紅產品時，在二步氧化反應過程中加入中和劑燒鹼和硫酸亞鐵，氧化過程中控制硫酸亞鐵濃度為5～80g/L，PH值為1.5～4.5，反應溫度為70～95℃。
10.根據權利要求9所述的鈦白廢酸的綜合利用方法，其特徵在於所述將鐵紅晶種進行二步氧化獲取鐵紅產品的過程是把鐵紅晶種加入二步氧化罐中，在空氣攪拌的情況下用硫酸或硫酸亞鐵調節PH值為1～4，並調節硫酸亞鐵初始濃度為10～50g/L，用蒸汽加熱至75～95℃，繼續按每立方米物料通入0.2～2m3/min的空氣進行氧化，氧化過程中連續加入硫酸亞鐵和燒鹼，控制反應溫度為70～95℃，硫酸亞鐵濃度為5～80g/L，PH值為1.5～4.5，生成的氧化鐵附著在晶種上，使晶粒逐步長大，選擇在不同的時段結束反應，即可得到顏色不同的鐵紅；將反應結束的鐵紅漿料進行水洗、過篩、過濾、乾燥、粉碎即為鐵紅產品。
全文摘要
一種鈦白廢酸的綜合利用方法，包含下述內容(1)、用碳酸鈣中和廢酸中的游離硫酸，然後過濾，得到生石膏濾餅和硫酸亞鐵濾液；(2)、把所得濾餅用轉窯、沸騰流化床等設備焙燒，即得到石膏產品；(3)、把所得濾液硫酸亞鐵溶液用燒鹼中和得氫氧化亞鐵，再通入空氣在常溫下氧化得到鐵紅晶種；(4)、在晶種存在下，用蒸汽加熱，並用空氣進行二步氧化，均衡地加入硫酸亞鐵和燒鹼，選擇不同的時段終止反應即得到顏色不同的鐵紅漿料；將反應結束的鐵紅漿料進行水洗、過篩、過濾、乾燥、粉碎即為鐵紅產品。本發明方法可從鈦白廢酸中提取有用物質石膏和氧化鐵紅，而且達到治理環境，減輕汙染的目的。
文檔編號C02F9/04GK1699224SQ20051008011
公開日2005年11月23日 申請日期2005年6月29日 優先權日2005年6月29日
發明者劉世琦 申請人:劉世琦