申请日2014.11.20
公开(公告)日2015.03.04
IPC分类号C01F11/46; C01G49/08
摘要
本发明涉及一种钛白工业酸性废水生产氧化铁黑的方法，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，制得硫酸亚铁废水和硫酸钙废渣，制成硫酸钙粉末;将硫酸亚铁废水排入反应罐，向反应罐中加入氢氧化钠溶液，生成氢氧化亚铁溶液;进行加温氧化反应，逐渐形成混合絮状物，生成小颗粒的四氧化三铁;进行固液分离，得到母液水和滤渣，将得到的滤渣进行水洗，再次进行压滤，得到干净的四氧化三铁滤渣通过烘箱烘干，将烘干后的滤渣进行粉碎后，得到成品氧化铁黑粉末包装入库。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黑的方法，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反应罐，向反应罐中加入氢氧化钠溶液，调节pH值至碱性，FeSO4 +2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4生成氢氧化亚铁溶液;
⑥向溶液加通入空气和蒸汽，进行加温氧化反应，4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3逐渐形成氢氧化亚铁及其它中间过渡性混合絮状物，在加温氧化反应一定时间后，逐渐脱水分解Fe(OH)2 +2Fe(OH)3→Fe3O4+ 4H2O，生成小颗粒的四氧化三铁;
⑦将上述制备的四氧化三铁溶液排入压滤机中，进行固液分离，得到母液水和滤渣，将得到的滤渣进行水洗，再次进行压滤，得到干净的四氧化三铁滤渣通过烘箱烘干，将烘干后的滤渣进行粉碎后，得到成品氧化铁黑粉末包装入库。
2.如权利要求1所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁黑的方法，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黑的方法，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黑的方法，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黑的方法，其特征是：步骤⑤中氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为30%。
6.如权利要求1所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁黑的方法，其特征是：步骤⑤中将溶液调节至pH值为9±0.5。
7.如权利要求1所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁黑的方法，其特征是：步骤⑥中控制溶液温度为80±5℃。
8.如权利要求1或7所述的钛白工业酸性废水生产氧化铁黑的方法，其特征是：步骤⑥中加温氧化反应时间为3-4小时。
说明书
钛白工业酸性废水生产氧化铁黑的方法
技术领域
本发明涉及氧化铁黑的生产方法技术领域，尤其是一种钛白工业酸性废水生产氧化铁黑的方法。
背景技术
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，可以制成氧化铁黑，氧化铁黑可用于制备颜料。
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黑的方法，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黑的方法，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反应罐，向反应罐中加入氢氧化钠溶液，调节pH值至碱性，FeSO4 +2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4生成氢氧化亚铁溶液;
⑥向溶液加通入空气和蒸汽，进行加温氧化反应，4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3逐渐形成氢氧化亚铁及其它中间过渡性混合絮状物，在加温氧化反应一定时间后，逐渐脱水分解Fe(OH)2 +2Fe(OH)3→Fe3O4+ 4H2O，生成小颗粒的四氧化三铁;
⑦将上述制备的四氧化三铁溶液排入压滤机中，进行固液分离，得到母液水和滤渣，将得到的滤渣进行水洗，再次进行压滤，得到干净的四氧化三铁滤渣通过烘箱烘干，将烘干后的滤渣进行粉碎后，得到成品氧化铁黑粉末包装入库。
进一步的，作为优选，步骤②中向反应槽中通入蒸汽，使酸性废水加热至50-60℃。
进一步的，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。
进一步的，减少酸性废气排放，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中氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为30%。
步骤⑤中将溶液调节至pH值为9±0.5。
步骤⑥中控制溶液温度为80±5℃。
步骤⑥中加温氧化反应时间为3-4小时。
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黑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，达到硫酸钙粉末和氧化铁黑粉末，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黑的方法，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反应罐，向反应罐中加入氢氧化钠溶液，调节pH值至碱性，FeSO4 +2NaOH→Fe(OH)2+Na2SO4生成氢氧化亚铁溶液;
⑥向溶液加通入空气和蒸汽，进行加温氧化反应，4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3逐渐形成氢氧化亚铁及其它中间过渡性混合絮状物，在加温氧化反应一定时间后，逐渐脱水分解Fe(OH)2 +2Fe(OH)3→Fe3O4+ 4H2O，生成小颗粒的四氧化三铁;
⑦将上述制备的四氧化三铁溶液排入压滤机中，进行固液分离，得到母液水和滤渣，将得到的滤渣进行水洗，再次进行压滤，得到干净的四氧化三铁滤渣通过烘箱烘干，将烘干后的滤渣进行粉碎后，得到成品氧化铁黑粉末包装入库。
步骤②中向反应槽中通入蒸汽，使酸性废水加热至50-60℃。温度太低反应速率慢，温度太高会有过多的硫酸酸雾生成，污染大气。
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中氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为30%。
步骤⑤中将溶液调节至pH值为9±0.5。
步骤⑥中控制溶液温度为80±5℃。
步骤⑥中加温氧化反应时间为3-4小时。
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。
