[发明专利]一种钛白副产物硫酸亚铁的循环利用工艺

说明书

本发明公开了一种钛白副产物硫酸亚铁的循环利用工艺，属于化工废弃物利用技术领域。工艺包括：将钛白副产物硫酸亚铁在水中溶解后与硫化钠加热反应，得到硫化亚铁沉淀物和上清液；将硫化亚铁沉淀物进行脱水，得到硫化亚铁脱水物和脱水滤液；将硫化亚铁脱水物进行煅烧，产生的烟气用于制备硫酸，产生的烧渣用于炼铁工艺；将脱水滤液与上清液混合，使混合液结晶，得到硫酸钠晶体以及含有硫酸钠的水溶液，其中，含有硫酸钠的水溶液被用于溶解硫酸亚铁；将硫酸钠晶体与无烟煤进行燃烧反应，将生成的硫化钠循环利用，与硫酸亚铁反应。本发明减少了硫铁矿原料的购买，实现了物质资源循环利用，将进一步促进钛白粉产业的健康发展，绿色环保。

技术领域

本发明涉及化工废弃物利用技术领域，具体涉及一种钛白副产物硫酸亚铁的循环利用工艺。

背景技术

钛白副产物硫酸亚铁主要是在硫酸法钛白中酸解过程进行低温冷凝结晶析出的副产物，由于该部分副产物杂质较多，目前一直未能真正解决其综合利用问题，因而一般采用堆放的方式进行暂时的存放处理。据统计，每生产1t钛白粉约产生废硫酸亚铁渣3-4t。每年硫酸法钛白副产物硫酸亚铁渣约12万吨，加上历年累积，硫酸亚铁已有几千万吨，均未得到有效的利用。虽然目前在政府的强力推进下已经开始采用不同的工艺方式逐渐实现对硫酸亚铁的综合利用。但是由于工艺的缺陷或工艺消耗量少等因素，导致除少部分利用外，大部分未得到充分利用，这不仅是资源的极大浪费，而且造成环境污染。随着目前钒钛产业的持续发展，若不能很好解决硫酸亚铁的出路，必将成为钛白产业的“瓶颈”问题。为此，开展“钛白副产物硫酸亚铁综合利用”工艺研究成为硫酸法钛白生产的必然出路。

目前各地的钛白副产物硫酸亚铁主要通过采用掺杂硫铁矿来制备硫酸消耗硫酸亚铁，但是，该工艺中由于硫酸亚铁带有多个结晶水导致在利用过程中对生产工艺带来不利的影响，阻碍了掺杂量的进一步提升，并且也仅能达到30％-40％的比例，远远难以解决大量硫酸亚铁的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种钛白副产物硫酸亚铁的循环利用工艺，以解决现有技术钛白副产物硫酸亚铁回收处理工艺复杂、难度大、资源利用率低的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种钛白副产物硫酸亚铁的循环利用工艺，包括：

(1)将钛白副产物硫酸亚铁在水中溶解后与硫化钠混合加热，得到硫化亚铁沉淀物和上清液；

(2)将硫化亚铁沉淀物进行脱水，得到硫化亚铁脱水物和脱水滤液；

(3)将硫化亚铁脱水物进行煅烧，产生的烟气用于制备硫酸，产生的烧渣用于炼铁工艺；

(4)将脱水滤液与上清液混合，使混合液结晶，得到硫酸钠晶体以及含有硫酸钠的水溶液，其中，含有硫酸钠的水溶液被返回至步骤(1)中用于溶解硫酸亚铁；

(5)将硫酸钠晶体与无烟煤混合燃烧，将生成的硫化钠返回至步骤(1)中循环利用。

本发明通过硫化钠与钛白副产硫酸亚铁作用生成硫化亚铁沉淀和硫酸钠，硫酸钠进一步转化成硫化钠循环利用，而生成的硫化亚铁用于制备硫酸和炼铁原料，使得钛白副产硫酸亚铁中的硫得到循环利用同时铁也得到回收利用，为硫酸法生成钛白工艺提供清洁循环利用基础。

此外，本发明在整个工艺中，所得产物一部分为目标产品，例如步骤(3)中的主要包括二氧化硫的烟气，其可以用于制备硫酸，以及步骤(3)中的烧渣，其主要的铁氧化物，可用于炼铁；另一部分产物则可循环利用，例如步骤(4)中的含有硫酸钠的水溶液，其用于再次返回至步骤(1)中溶解硫酸亚铁和硫化钠，并且回收硫酸钠，以及步骤(5)中生成的硫化钠，其用于再次返回步骤(1)中参与反应。本发明的整个工艺过程中各个步骤的产物均被充分利用，如此一来，既能有效地利用硫酸亚铁，解决钛白产业对环境的压力，又能避免额外的副产物产生，真正做到绿色环保。