一種利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，將七水合硫酸亞鐵、軟錳礦粉與鈦白廢酸反應(yīng)，反應(yīng)后加入可溶性碳酸鹽得粉末狀中間產(chǎn)物，一次反應(yīng)得到氧化鐵紅、碳酸錳和硫酸鹽。本發(fā)明方法制備的氧化鐵紅成品化學(xué)品位高、物理性能好；本方法經(jīng)濟(jì)環(huán)保，充分利用工業(yè)副產(chǎn)物，同時(shí)制備氧化鐵紅、碳酸錳和硫酸鹽，一次生產(chǎn)獲得三種產(chǎn)物；本發(fā)明能夠用于大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；具有反應(yīng)時(shí)間短、鐵回收率高等優(yōu)點(diǎn)，還能使鈦白廢酸、硫酸亞鐵和低品位軟錳礦均變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了資源的重復(fù)利用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢料的綜合利用方法，具體涉及一種利用鈦白廢酸制取氧化 鐵紅和碳酸錳的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鐵氧體磁性材料作為磁性材料的重要分支，廣泛應(yīng)用于無(wú)線通訊、自動(dòng)控制、測(cè)量 儀表、宇航、家電以及醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域，近年來(lái)在我國(guó)取得巨大發(fā)展，我國(guó)的鐵氧體產(chǎn)量以 每年20%以上的速度高速增長(zhǎng)。但我國(guó)生產(chǎn)的鐵氧體檔次并不高，其很大一個(gè)原因就是，生 廣鐵氧體磁性材料的必備原料氧化鐵紅（二氧化>鐵Fe 2O3)的品質(zhì)不尚，而國(guó)外尚品質(zhì)氧 化鐵紅的價(jià)格非常昂貴。因此隨著我國(guó)鐵氧體行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，對(duì)高品質(zhì)又平價(jià)的氧化鐵 紅的要求已日益強(qiáng)烈。
[0003] 與此同時(shí)，在硫酸法鈦白生產(chǎn)中，會(huì)產(chǎn)生大量廢酸和硫酸亞鐵，不但白白浪費(fèi)了大 量可利用的資源，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
[0004] 中國(guó)專(zhuān)利200710202616. 7公開(kāi)了一種用硫酸亞鐵生產(chǎn)氧化鐵紅的方法，采用氨 水、鐵粉與硫酸亞鐵反應(yīng)。中國(guó)專(zhuān)利102649588公開(kāi)了一種用鈦白副產(chǎn)物硫酸亞鐵生產(chǎn)氧 化鐵紅的方法，也是使用氨水與硫酸亞鐵反應(yīng)。但這些專(zhuān)利尚有如下不足之處：1)未能將 大量廢酸利用；2)產(chǎn)品品質(zhì)還不能達(dá)到國(guó)外高品質(zhì)要求，且不能穩(wěn)定而大規(guī)模生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用鈦白廢酸及其硫酸亞鐵和低品位軟 錳礦制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，能夠?qū)⑩伆讖U酸及其副產(chǎn)物硫酸亞鐵、以及低品位軟 錳礦都充分利用，實(shí)現(xiàn)了資源的重復(fù)利用，并能大規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳 酸錳的方法，包括以下步驟：
[0007] 1)將FeSO4 · 7H20加入鈦白廢酸（硫酸100-300g/l)中溶解，加入軟錳礦粉（總 錳含量10% -35% )反應(yīng)，至溶液的pH值為1?1. 5,過(guò)濾；
[0008] 2)將步驟1)所得濾液加入碳酸鈣調(diào)pH值至1. 5?2,過(guò)濾，濾渣加石灰乳中和外 運(yùn)處置；
[0009] 3)將步驟2)過(guò)濾所得濾液（鐵離子150-250g/l)加入可溶性碳酸鹽調(diào)pH值至 2?2. 5,加熱反應(yīng)；
[0010] 4)靜置陳化12小時(shí)，過(guò)濾；
[0011] 5)將步驟4)所得濾渣洗滌、烘干，然后進(jìn)行煅燒，洗滌、烘干、研磨、包裝后即得成 品氧化鐵紅；
[0012] 6)將步驟4)所得濾液中加入碳酸鈣調(diào)pH值至5?6,然后過(guò)濾，去除鐵、鋁等雜 質(zhì)，所得濾液加可溶性碳酸鹽碳化調(diào)PH值至6. 5?7. 5,粗產(chǎn)品經(jīng)洗滌、烘干、包裝后即得成 品碳酸猛；
[0013] 7)將步驟6)所余母液除雜分離后，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、分離、烘干即得成品硫酸 鹽。
[0014] 其中，步驟3)加可溶性碳酸鹽后，反應(yīng)過(guò)程中溫度保持在75?95°C，保溫2?4 小時(shí)。
[0015] 其中，所述可溶性碳酸鹽是碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉、碳酸鉀。
[0016] 其中，步驟5)中濾渣用水洗滌1?5次，并于100?125°C下烘干。
[0017] 其中，步驟5)中濾渣烘干后于600?800°C煅燒。
[0018] 其中，步驟5)中濾渣的洗滌水加可溶性碳酸鹽調(diào)pH值至6. 5?7. 5,然后將粗產(chǎn) 品過(guò)濾、洗滌、烘干、包裝后得碳酸錳。
[0019] 其中，步驟6)中粗產(chǎn)品用水洗滌1?5次，并于95?105°C下烘干。
[0020] 其中，步驟7)中烘干是于95?105°C下烘干。
[0021] 其中，步驟7)所得硫酸鹽產(chǎn)品是硫酸銨、硫酸鈉、硫酸鉀。
[0022] 本發(fā)明使用的七水合硫酸亞鐵是生產(chǎn)鈦白粉的副產(chǎn)物，含有很多雜質(zhì)，但本發(fā)明 不需要對(duì)其進(jìn)行提純，直接使用。軟錳礦粉可以是低品位軟錳礦，總錳含量12-15%。鈦白 廢酸主要成分是硫酸，含量10-30%。
[0023] 步驟2)過(guò)濾所得濾液中含有硫酸高鐵、硫酸錳和其他多種金屬雜質(zhì)，在加入可溶 性碳酸鹽至PH 2?2. 5后，生成粉末狀中間產(chǎn)物。然后將此中間產(chǎn)物過(guò)濾、洗滌、煅燒，只 余三氧化二鐵，得到成品氧化鐵紅。成品的粒度可達(dá)〇. 2微米。
[0024] 本發(fā)明方法鐵回收率> 85 %，得到的氧化鐵紅成品純度> 99 %，粒度達(dá)到0. 2微 米。
[0025] 本發(fā)明方法錳回收率> 95%，得到的碳酸錳成品總錳純度> 43. 0%。
[0026] 本發(fā)明方法制備的氧化鐵紅成品化學(xué)品位尚、物理性能好，能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)尚品 質(zhì)鐵紅的要求；本方法經(jīng)濟(jì)環(huán)保，充分利用工業(yè)副產(chǎn)物，同時(shí)制備氧化鐵紅、碳酸錳和硫酸 鹽，一次生產(chǎn)獲得三種產(chǎn)物。本發(fā)明能夠用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；具有反應(yīng)時(shí) 間短、鐵回收率高等優(yōu)點(diǎn)，還能大量使用鈦白廢酸、硫酸亞鐵和低品位軟錳礦，實(shí)現(xiàn)了資源 的重復(fù)利用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是本發(fā)明工藝流程示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0029] 實(shí)施例1
[0030] 一種利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，包括以下步驟：
[0031] 1)將25kg FeSO4 · 7H20加入鈦白廢酸431^〇12504濃度20% )中溶解，加入錳含量 12%的軟錳礦25. 5kg，反應(yīng)至溶液的pH值為1?1. 5,過(guò)濾；
[0032] 2)將步驟1)所得濾液加入碳酸鈣調(diào)pH值至I. 5?2,過(guò)濾，濾渣加石灰乳中和去 棄；
[0033] 3)將步驟2)過(guò)濾所得濾液加入碳酸氫銨調(diào)pH值至2?2. 5,反應(yīng)過(guò)程中溫度保 持在75?95°C，保溫2?4小時(shí)；
[0034] 4)步驟3)靜置陳化12小時(shí)，有大量含鐵中間產(chǎn)物沉淀，過(guò)濾；
[0035] 5)將步驟4)所得濾渣用水洗滌1?5次，于100?125°C下烘干，得到粉末狀中 間產(chǎn)物，然后將該粉末狀中間產(chǎn)物于600?800°C煅燒，水洗干燥得產(chǎn)物三氧化二鐵7. 8kg， 研磨、包裝后即得成品氧化鐵紅；
[0036] 6)步驟4)所得濾液中加入碳酸鈣調(diào)pH值至5?6,以除去鐵、鋁等雜質(zhì)，然后過(guò) 濾、靜置，濾液再加碳酸氫銨調(diào)pH值至6. 5?7. 5,粗產(chǎn)品用水洗滌1?5次，于95?105°C 下烘干得產(chǎn)物6. 2kg，包裝后即得成品碳酸錳；
[0037] 7)步驟6)所余母液除雜分離后，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、分離、于95?105°C下烘干， 得到7kg成品硫酸按。
[0038] 步驟5)中，濾渣于100?125°C下烘干后得到粉末狀中間產(chǎn)物，而不是現(xiàn)有技術(shù) 中的晶體狀中間產(chǎn)物，本發(fā)明的粉末狀中間產(chǎn)物在600?800°C煅燒后直接成為納米級(jí)顆 粒，只需稍加研磨以破壞其在煅燒時(shí)的凝結(jié)狀態(tài)即可，就能夠達(dá)到鐵氧體磁性材料的標(biāo)準(zhǔn) 要求，從而為我國(guó)鐵氧體行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)又平價(jià)的氧化鐵紅原料。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 1)將25kgFeS04. 7H20加入鈦白廢酸431^〇12504濃度20% )中溶解，加入錳含量 15%的軟錳礦20kg，反應(yīng)至溶液的pH值1?1. 5,得到三價(jià)鐵和二價(jià)錳，過(guò)濾；
[0041] 2)將步驟1)所得濾液加入碳酸鈣調(diào)pH值至1. 5?2,過(guò)濾，濾渣加石灰乳中和外 運(yùn)處置；
[0042] 3)將步驟2)過(guò)濾所得濾液加入碳酸銨調(diào)pH值至2?2. 5,反應(yīng)過(guò)程中溫度保持 在75?95°C，保溫2?4小時(shí)；
[0043] 4)步驟3)靜置陳化12小時(shí)，有大量含鐵中間產(chǎn)物沉淀，過(guò)濾；
[0044] 5)將步驟4)所得濾渣用水洗滌1?5次，于100?125°C下烘干，得到粉末狀中間 產(chǎn)物，然后將該粉末狀中間產(chǎn)物于600?800°C煅燒，水洗干燥后得產(chǎn)物三氧化二鐵7. 9kg， 研磨、包裝后即得成品氧化鐵紅。
[0045] 6)步驟4)所得濾液中加入碳酸鈣調(diào)pH值5?6,以除去鐵、鋁等雜質(zhì)，然后過(guò)濾、 靜置，再加碳酸銨調(diào)pH值6. 5?7. 5,粗產(chǎn)品用水洗滌1?5次，于95?105°C下烘干得產(chǎn) 物6kg，包裝后即得成品碳酸錳。
[0046] 7)步驟6)所余母液除雜分離后，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、分離、于95?105°C下烘干， 得到6. 5kg成品硫酸銨包裝。
[0047] 實(shí)施例3
[0048] 1)將20kg FeSO4 · 7H20加入鈦白廢酸351^〇12504濃度20% )中溶解，加入錳含量 12%的軟錳礦20. 5kg，反應(yīng)至溶液的pH值1?1. 5,過(guò)濾；
[0049] 2)將步驟1)所得濾液加入碳酸鈣調(diào)pH值1. 5?2,過(guò)濾，濾渣加石灰乳中和外運(yùn) 處置；
[0050] 3)將步驟2)過(guò)濾所得濾液加入碳酸鈉調(diào)pH值2?2. 5,反應(yīng)過(guò)程中溫度保持在 75?95°C，保溫2?4小時(shí)；
[0051] 4)步驟3)靜置陳化12小時(shí)有大量含鐵中間產(chǎn)物沉淀，過(guò)濾；
[0052] 5)將步驟4)所得濾渣用水洗滌1?5次，于100?125°C下烘干，得到粉末狀中 間產(chǎn)物13kg，然后將該粉末狀中間產(chǎn)物于600?800°C煅燒，水洗干燥得產(chǎn)物三氧化二鐵 5. 8kg，研磨、包裝后即得成品氧化鐵紅。
[0053] 6)步驟4)所得濾液中加入碳酸鈣調(diào)pH值5?6,以除去鐵、鋁等雜質(zhì)，然后過(guò)濾、 靜置，再加碳酸鈉調(diào)pH值6. 5?7. 5,粗產(chǎn)品用水洗滌1?5次，于95?105°C下烘干得產(chǎn) 物5. lkg，包裝后即得成品碳酸錳。
[0054] 7)步驟6)所余母液除雜分離后，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、分離、于95?105°C下烘干， 得到6kg成品硫酸鈉包裝。
[0055] 實(shí)施例4
[0056] 1)將20kg FeSO4 · 7H20加入鈦白廢酸351^〇12804濃度20% )中溶解，加入錳含量 15%的軟錳礦16. 4kg，反應(yīng)至溶液的pH值1?1. 5,過(guò)濾；
[0057] 2)將步驟1)所得濾液加入碳酸鈣調(diào)pH值1. 5?2,過(guò)濾，濾渣加石灰乳中和外運(yùn) 處置；
[0058] 3)將步驟2)過(guò)濾所得濾液加入碳酸鉀調(diào)pH值2?2. 5,反應(yīng)過(guò)程中溫度保持在 75?95°C，保溫2?4小時(shí)；
[0059] 4)將步驟3)靜置陳化12小時(shí)有大量含鐵中間產(chǎn)物沉淀，過(guò)濾；
[0060] 5)將步驟4)所得濾渣用水洗滌1?5次，于100?125°C下烘干，得到粉末狀中 間產(chǎn)物13kg，然后將該粉末狀中間產(chǎn)物于600?800°C煅燒，水洗干燥后得產(chǎn)物三氧化二鐵 5. 8kg，研磨、包裝后即得成品氧化鐵紅。
[0061] 6)將步驟4)所得濾液中加入碳酸鈣調(diào)pH值5?6,以除去鐵、鋁等雜質(zhì)，然后過(guò) 濾、靜置，再加碳酸鉀調(diào)pH值6. 5?7. 5,粗產(chǎn)品用水洗滌1?5次，于95?105°C下烘干 得產(chǎn)物5kg，包裝后即得成品碳酸錳。
[0062] 7)將步驟6)所余母液除雜分離后，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、分離、于95?105°C下烘 干，得到7. 2kg成品硫酸鉀包裝。
[0063] 廣品品質(zhì)經(jīng)檢驗(yàn)，各項(xiàng)性能見(jiàn)表1。
[0064]

【權(quán)利要求】
1. 一種利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將FeS04 *7H20加入鈦白廢酸中溶解，加入軟錳礦粉反應(yīng)，至溶液的pH值為1?1. 5， 過(guò)濾； 2) 將步驟1)過(guò)濾所得濾液加入碳酸鈣調(diào)pH值至1. 5?2,過(guò)濾； 3) 將步驟2)過(guò)濾所得濾液加入可溶性碳酸鹽調(diào)pH值至2?2. 5,加熱反應(yīng)； 4) 靜置陳化12小時(shí)，過(guò)濾； 5) 將步驟4)過(guò)濾所得濾渣洗滌、烘干，然后進(jìn)行煅燒，洗滌、烘干、研磨、包裝后即得成 品氧化鐵紅； 6) 將步驟4)過(guò)濾所得濾液中加入碳酸鈣調(diào)pH值至5?6,然后過(guò)濾，所得濾液加可溶 性碳酸鹽碳化調(diào)pH值至6. 5?7. 5,粗產(chǎn)品經(jīng)洗滌、烘干、包裝后即得成品碳酸錳； 7) 將步驟6)所余母液除雜分離后，蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、分離、烘干即得成品硫酸鹽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，其特征在于， 所述步驟3)加可溶性碳酸鹽后，反應(yīng)過(guò)程中溫度保持在75?95°C，保溫2?4小時(shí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，其特征在于， 所述步驟3)和步驟6)中的可溶性碳酸鹽是碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鈉、碳酸鉀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，其特征在于， 所述步驟5)中濾渣用水洗滌1?5次，并于100?125°C下烘干。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，其特征在于， 所述步驟5)中濾渣烘干后于600?800°C煅燒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，其特征在于， 所述步驟5)中濾渣的洗滌水加可溶性碳酸鹽調(diào)pH值6. 5?7. 5,然后將粗產(chǎn)品過(guò)濾、洗滌、 烘干、包裝后得碳酸錳。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，其特征在于， 所述步驟6)中粗產(chǎn)品用水洗滌1?5次，并于95?105°C下烘干。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鈦白廢酸制取氧化鐵紅和碳酸錳的方法，其特征在于， 所述步驟7)中烘干是指于95?105°C下烘干。
【文檔編號(hào)】B09B3/00GK104495949SQ201510002913
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月5日
【發(fā)明者】朱軍, 鄧勇 申請(qǐng)人:菲德勒環(huán)境生態(tài)工程（蘇州）有限公司