[发明专利]一种脱除绿矾中结晶水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱除绿矾中结晶水的方法。

背景技术

钛白粉是一种优良的白色颜料，目前被广泛应用于油漆、涂料、造纸、塑料及电焊条等行业。

目前，生产钛白粉的工艺主要有硫酸法和氯化法，两种工艺并存，并且产能及产量均十分庞大。然而，这两种生产工艺都具有一定的环境压力。对于硫酸法生产工艺来说，生产过程中将产生大量的水解废酸以及含有七个结晶水的绿矾（FeSO₄·7H₂O）。当以钛精矿（主要成分为偏钛酸铁FeTiO₃，其中二氧化钛的含量为45-50重量%）为原料时，一般生产1吨钛白粉将产出3.5-4吨七水绿矾。

绿矾一般用于制备颜料、净水剂等。由于硫酸法生产钛白粉的每条生产线的年产量一般都在2-4万吨，这将产出十多万吨的七水绿矾，这么大量的绿矾的应用对于世界各国的硫酸法钛白粉生产者来说，都是一个头痛的问题。欧洲国家考虑到大量绿矾存在处理困难的问题，因此转向氯化法生产来避免。此外，采用高钛渣为原料进行硫酸法生产，亦可避免该问题。

然而，一方面，国内钛白粉的生产，氯化法才开始起步，工艺不够成熟；另一方面，由于生产成本的原因，较少采用高钛渣为原料生产钛白粉，仍然需要以钛精矿为原料来生产钛白粉，因此，副产绿矾的有效利用就是一个需要认真考虑的问题。

目前，绿矾可以用作净水剂、饲料添加剂、改良盐碱地等等，但是，这些用途消耗绿矾的量太少，远远不能解决大量副产绿矾的利用问题。

CN1994868A公开了一种用硫酸亚铁生产硫酸和铁精矿的方法，并具体公开了生产钛白粉副产七水硫酸亚铁经加热（加热温度为250-350℃）脱水得无水硫酸亚铁，该无水硫酸亚铁在回转窑中间加热至700-1000℃，在还原气氛下分解得到铁精矿和二氧化硫气体，二氧化硫气体用常规的两转两吸工艺制硫酸。采用该方法能够使钛白副产硫酸亚铁中的硫和铁资源得到同时利用，适合于大规模的生产。然而，上述的用硫酸亚铁生产硫酸和铁精矿的方法没有考虑到绿矾干燥时，脱除结晶水是非常麻烦的。由于七水硫酸亚铁的熔点低，仅为64℃，在250-350℃下干燥脱水过程中FeSO₄极易溶解在自身的结晶水中，造成干燥设备结垢、粘壁，使得干燥设备的有效利用降低，导致设备失效。

发明内容

本发明的目的是为了克服采用现有的方法脱除绿矾中的结晶水容易造成干燥设备结垢、粘壁的缺陷，而提供一种不易造成设备结垢、粘壁的脱除绿矾中结晶水的方法。

本发明提供了一种脱除绿矾中结晶水的方法，该方法包括将绿矾与氧化钙和/或氢氧化钙混合并干燥以脱除结晶水。

本发明的发明人无意中发现，在绿矾的干燥过程中加入一定量的氧化钙和/或氢氧化钙，能够非常有效地避免所述绿矾在干燥过程中出现结垢、粘壁现象，使得干燥过程顺利进行。

根据本发明的一种优选实施方式，当所述干燥的方式为先将绿矾与氧化钙和/或氢氧化钙的混合物在60-80℃下干燥1-5小时，再将温度升至100-150℃干燥1-5小时，然后再将温度升至300-350℃干燥1-5小时时，采用这种程序升温的方式能够更有效地避免所述绿矾干燥过程中出现的结垢、粘壁现象。

根据本发明的另一种优选实施方式，在将所述绿矾与氧化钙和/或氢氧化钙的混合物干燥时，通入流动的空气，这样能够更显著地提高设备的处理能力并提高绿矾脱除结晶水的效率，更具工业应用前景。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的脱除绿矾中结晶水的方法包括将绿矾与氧化钙和/或氢氧化钙混合并干燥以脱除结晶水。

本发明对所述绿矾的来源没有特别地限定，从原料易得性以及有效解决硫酸法制备钛白粉副产绿矾所带来的问题的角度出发，所述绿矾特别优选为采用硫酸法制备钛白粉副产的绿矾。此外，由于采用硫酸法制备钛白粉副产的绿矾中通常含有一定量的游离水，因此，在将所述绿矾脱除结晶水之前，通常需要先将其中的游离水脱除。脱除游离水例如可以在离心设备中进行。