專利名稱：一種制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機化工三廢的治理和利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦。
背景技術(shù)：
硫酸法生產(chǎn)鈦白粉是是將鈦鐵粉與濃硫酸進行酸解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸亞鈦，經(jīng)水解生成偏鈦酸，再經(jīng)鍛燒、粉碎即得到鈦白粉產(chǎn)品，其化學(xué)反應(yīng)原理為、Fe203+3H2S04 = = Fe2 (SO4) 3+3H20Ti02+2H2S04 == Ti (SO4) 2+2H20Fe+Fe2 (SO4) 3 = = 3FeS04Ti (SO4) 2+3H20 == H2TiO3 I +2H2S04,H2TiO3 = Ti02+H20.硫酸法生產(chǎn)鈦白粉，其產(chǎn)生的工業(yè)廢渣所含有的主要成分是硫酸，不僅排放量大而且排放濃度也很高。每生產(chǎn)一頓鈦白粉約排出10噸硫酸質(zhì)量百分濃度為10-25%的廢渣，這些廢渣本來可以采取濃縮循環(huán)工藝來制造濃硫酸，但是，存在著耗能高，所用材質(zhì)要求苛刻，硫酸亞鐵分離困難和回收時雜質(zhì)富集等致命的問題。目前還尚未有較好的辦法來解決鈦白粉的廢酸治理和利用的問題。

發(fā)明內(nèi)容
硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液中所含有的主要成分為硫酸和硫酸亞鐵，其中，硫酸的質(zhì)量含量為10-20%。為了充分利用該廢液，本發(fā)明提供一種制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，該方法將硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液經(jīng)過簡單的加工處理，提取和利用其中的硫酸，充分利用了硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液的潛在價值，且不產(chǎn)生二次污染，是一個變廢為寶，經(jīng)濟適用的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，包括如下具體步驟步驟A 將方錳石磨成100-150目的粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液一起投入具有加熱裝置的浸泡罐(1)，浸泡8-10小時，浸泡溫度為60-80°C，經(jīng)抽濾機(2)抽濾浸泡液，得到澄清的濾液和濾渣；步驟B 澄清的濾液中加入氫氧化錳除雜，過濾，得到純凈的硫酸錳溶液；步驟C 將純凈的硫酸錳溶液送入減壓蒸餾器一(3)中減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)洗滌機一(4)洗滌、干燥器一(5)、粉碎機一(6)粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品(7)；步驟D 將純凈的硫酸錳溶液與碳酸鈣溶液以硫酸錳和碳酸鈣的純物質(zhì)的摩爾含量之比1 0.8-1. 2投入耐腐蝕反應(yīng)器(8)，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含碳酸錳和硫酸鈣的混合物，經(jīng)過濾器二(9)過濾，得到硫酸鈣濾餅和碳酸錳濾液；
步驟E 將碳酸錳濾液送去減壓蒸餾器二(10)蒸餾為碳酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到碳酸錳水合物，碳酸錳水合物經(jīng)過干燥器二(11)、粉碎機二(12)粉碎得到碳酸錳晶體產(chǎn)品(13)；步驟F 將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌機二(14)洗滌、干燥器三(15)、粉碎機三(16)粉碎、 得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品(17)。本發(fā)明所述制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法，其化學(xué)反應(yīng)原理為MnCHH2SO4 = = = = = MnS04+H20MnS04+CaC03+2H20 = = = = = MnC03+CaS04 · 2H20本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明所述制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法，充分利用了硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液的潛在價值，且不產(chǎn)生二次污染，是一個變廢為寶，經(jīng)濟適用的方法。該方法操作簡單，設(shè)備投資少，值得推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明所述制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法的工藝流程圖，其中，(1) 浸泡罐，(2)抽濾機，(3)減壓蒸餾器一，(4)洗滌機一，(5)干燥器一，(6)粉碎機一，(7)硫酸錳晶體產(chǎn)品，(8)耐腐蝕反應(yīng)器，(9)過濾器二，(10)減壓蒸餾器二，(11)干燥器二，(12) 粉碎機二，(13)碳酸錳晶體產(chǎn)品，(14)洗滌機二，(15)干燥器三，(16)粉碎機三，(17)兩水硫酸鈣產(chǎn)品。
具體實施例方式實施例1 參照圖1，一種制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，包括如下具體步驟步驟A 取500kg硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液，調(diào)整其中含有的硫酸的質(zhì)量濃度為 18%，將方錳石磨成100目的粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液一起投入具有加熱裝置的浸泡罐(1)，浸泡8小時，浸泡溫度為60°C，經(jīng)抽濾機(2)抽濾浸泡液，得到澄清的濾液和濾渣；步驟B 澄清的濾液中加入氫氧化錳除雜，過濾，得到純凈的硫酸錳溶液；步驟C 將純凈的硫酸錳溶液送入減壓蒸餾器一(3)中減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)洗滌機一(4)洗滌、干燥器一(5)、粉碎機一(6)粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品(7)，其含有的硫酸錳的純物質(zhì)的質(zhì)量為138. 67kg ；步驟D 將純凈的硫酸錳溶液與碳酸鈣溶液以硫酸錳和碳酸鈣的純物質(zhì)的摩爾含量之比1 0.8投入耐腐蝕反應(yīng)器(8)，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含碳酸錳和硫酸鈣的混合物，經(jīng)過濾器二(9)過濾，得到硫酸鈣濾餅和碳酸錳濾液；步驟E 將碳酸錳濾液送去減壓蒸餾器二(10)蒸餾為碳酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到碳酸錳水合物，碳酸錳水合物經(jīng)過干燥器二(11)、粉碎機二(12)粉碎得到碳酸錳晶體產(chǎn)品(13)，其含有的碳酸錳的純物質(zhì)的質(zhì)量為84. 89kg ；步驟F 將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌機二(14)洗滌、干燥器三(15)、粉碎機三(16)粉碎、得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品(17)，其含有的兩水硫酸鈣的純物質(zhì)的質(zhì)量為126. 37kg。實施例2 參照圖1，一種制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，包括如下具體步驟步驟A 取500kg硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液，調(diào)整其中含有的硫酸的質(zhì)量濃度為 20%，將方錳石磨成120目的粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液一起投入具有加熱裝置的浸泡罐(1)，浸泡9小時，浸泡溫度為70°C，經(jīng)抽濾機(2)抽濾浸泡液，得到澄清的濾液和濾渣；步驟B 澄清的濾液中加入氫氧化錳除雜，過濾，得到純凈的硫酸錳溶液；步驟C 將純凈的硫酸錳溶液送入減壓蒸餾器一(3)中減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)洗滌機一(4)洗滌、干燥器一(5)、粉碎機一(6)粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品(7)，其含有的硫酸錳的純物質(zhì)的量為154. 08kg ；步驟D 將純凈的硫酸錳溶液與碳酸鈣溶液以硫酸錳和碳酸鈣的純物質(zhì)的摩爾含量之比1 1投入耐腐蝕反應(yīng)器(8)，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含碳酸錳和硫酸鈣的混合物，經(jīng)過濾器二(9)過濾，得到硫酸鈣濾餅和碳酸錳濾液；步驟E 將碳酸錳濾液送去減壓蒸餾器二(10)蒸餾為碳酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到碳酸錳水合物，碳酸錳水合物經(jīng)過干燥器二(11)、粉碎機二(12)粉碎得到碳酸錳晶體產(chǎn)品(13)，其含有的碳酸錳的純物質(zhì)的質(zhì)量為117.25kg;步驟F 將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌機二(14)洗滌、干燥器三(15)、粉碎機三(16)粉碎、 得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品(17)，其含有的兩水硫酸鈣的純物質(zhì)的質(zhì)量為175.51kg。實施例3 參照圖1，一種制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，包括如下具體步驟步驟A 取500kg硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液，調(diào)整其中含有的硫酸的質(zhì)量濃度為 30%，將方錳石磨成150目的粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液一起投入具有加熱裝置的浸泡罐(1)，浸泡10小時，浸泡溫度為80°C，經(jīng)抽濾機(2)抽濾浸泡液，得到澄清的濾液和濾渣；步驟B 澄清的濾液中加入氫氧化錳除雜，過濾，得到純凈的硫酸錳溶液；步驟C 將純凈的硫酸錳溶液送入減壓蒸餾器一(3)中減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)洗滌機一(4)洗滌、干燥器一(5)、粉碎機一(6)粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品(7)，其含有的硫酸錳的純物質(zhì)的量為231. 12kg ；步驟D 將純凈的硫酸錳溶液與碳酸碳酸鈣溶液以硫酸錳和碳酸碳酸鈣的純物質(zhì)的摩爾含量之比1 1.2投入耐腐蝕反應(yīng)器(8)，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含碳酸碳酸錳和硫酸鈣的混合物，經(jīng)過濾器二(9)過濾，得到硫酸鈣濾餅和碳酸碳酸錳濾液；步驟E 將碳酸碳酸錳濾液送去減壓蒸餾器二(10)蒸餾為碳酸碳酸錳飽和溶液， 冷卻結(jié)晶得到碳酸碳酸錳水合物，碳酸硝碳酸錳水合物經(jīng)過干燥器二(11)、粉碎機二(12) 粉碎得到碳酸碳酸錳晶體產(chǎn)品(13)，其含有的碳酸錳的純物質(zhì)的質(zhì)量為176.02kg;
步驟F 將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌機二(14)洗滌、干燥器三(15)、粉碎機三(16)粉碎、 得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品(17)，其含有的兩水硫酸鈣的純物質(zhì)的質(zhì)量為263. 27kg。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法，其特征在于，所用原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，包括如下具體步驟步驟A 將方錳石磨成100-150目的粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液一起投入具有加熱裝置的浸泡罐(1)，浸泡8-10小時，浸泡溫度為60-80°C，經(jīng)抽濾機(2)抽濾浸泡液，得到澄清的濾液和濾渣；步驟B 澄清的濾液中加入氫氧化錳除雜，過濾，得到純凈的硫酸錳溶液； 步驟C:將純凈的硫酸錳溶液送入減壓蒸餾器一(3)中減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)洗滌機一(4)洗滌、干燥器一(5)、粉碎機一(6)粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品(7)；步驟D 將純凈的硫酸錳溶液與碳酸鈣溶液以硫酸錳和碳酸鈣的純物質(zhì)的摩爾含量之比1 0. 8-1. 2投入耐腐蝕反應(yīng)器(8)，攪拌下進行化學(xué)反應(yīng)，得到含碳酸錳和硫酸鈣的混合物，經(jīng)過濾器二(9)過濾，得到硫酸鈣濾餅和碳酸錳濾液；步驟E 將碳酸錳濾液送去減壓蒸餾器二(10)蒸餾為碳酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到碳酸錳水合物，碳酸錳水合物經(jīng)過干燥器二(11)、粉碎機二(12)粉碎得到碳酸錳晶體產(chǎn)品 (13)；步驟F 將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌機二(14)洗滌、干燥器三(15)、粉碎機三(16)粉碎、得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品(17)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備硫酸錳、碳酸錳及硫酸鈣的方法，將方錳石磨成粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉于為60-80℃浸泡8-10小時，經(jīng)抽濾得到澄清的濾液，加入氫氧化錳除雜，得到純凈的硫酸錳溶液；純凈的硫酸錳溶液經(jīng)減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)干燥粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品；將純凈的硫酸錳溶液與碳酸鈣溶液攪拌下反應(yīng)，過濾反應(yīng)產(chǎn)物，得到硫酸鈣濾餅和碳酸錳濾液，碳酸錳濾液減壓蒸餾為碳酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到碳酸錳水合物，經(jīng)干燥、粉碎得到碳酸錳晶體產(chǎn)品；將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌、干燥、粉碎、得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品。
文檔編號C01F11/46GK102249336SQ20101059795
公開日2011年11月23日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者王嘉興 申請人:王莉