[发明专利]一种用硫酸法钛白废水制备高纯度七水硫酸亚铁的方法

说明书

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种用硫酸法钛白废水制备高纯度七水硫酸亚铁的方法；包括以下步骤：制备低浓度高纯度FeSO₄溶液、制备富铁红石膏、制备高浓度FeSO₄酸性溶液、制备高纯度FeSO₄·7H₂O；通过对反应的过程及终点控制，制备出低浓度高纯度FeSO₄溶液；通过浓废酸溶解富铁红石膏，加铁粉，调Ti³⁺，制备出高浓度FeSO₄酸性溶液；通过冷冻结晶，离心分离，洗涤，制备出高纯度FeSO₄·7H₂O；经碳酸钙石粉中和，生产出的含钛白石膏，可供水泥厂做缓凝剂使用；本方法工艺流程简单、处理效果稳定、设备投资少、无二次污染、处理成本低。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种用硫酸法钛白废水制备高纯度七水硫酸亚铁的方法。

背景技术

目前国内大部分钛白粉厂采用硫酸法生产，其生产过程中会产生大量的七水硫酸亚铁副产品，其七水硫酸亚铁/钛白粉的产量比高达 3.0～3.5t/t。其FeSO₄·7H₂O含量＜95％，TiOSO₄含量＝0.3～0.7％，并含Mn²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等杂质，由于杂质含量高从而造成七水硫酸亚铁 /钛白粉品质不高。

硫酸法钛白副产品七水硫酸亚铁，其冷冻前的原料是酸解后钛液，其中TiOSO₄/FeSO₄的含量比高达35～40％，并含有较多Mn²⁺、 Mg²⁺、Al³⁺等杂质元素，故将其冷冻结晶成FeSO₄·7H₂O，其周边吸附的杂质也比较多，故虽然经过离心分离，洗涤，最终得到的FeSO₄·7H₂O含量只有90～94％，TiOSO₄含量高达0.3～0.7％。

由于硫酸法钛白副产品七水硫酸亚铁的品质不高，导致其附加值相对较低、应用范围窄，一般只能用作净水剂、饲料添加剂、肥料、涂料等。然而，近年来以硫酸亚铁为原料来生产电极材料，以及以硫酸亚铁为基体合成铁系高端材料，但对硫酸亚铁纯度要求高，应用范围广，具有较好的经济效益和社会效益。

目前国内硫酸亚铁原料主要来自硫酸法钛白生产的FeSO₄·7H₂O 副产品，由于其品质不高，需提纯后才实现高端应用，但相关行业内以硫酸法钛白副产品七水硫酸亚铁为原料的提纯工艺相对较复杂，且生产成本高。

公开号为CN105293588B的中国发明专利公开了一种电池级七水硫酸亚铁晶体的制备方法，是以钛白粉生产副产物FeSO₄·7H₂O为原料，采用除杂-过滤-结晶-烘干的工序，利用硫酸亚铁溶解度随温度变化的差别来制备高纯度FeSO₄·7H₂O，其除杂工序是采用还原剂来将钛白粉生产副产物硫酸亚铁中的三价铁还原成二价铁，同时加入硫化亚铁来除钴、镍、锌、铜、铅、镉等重金属离子，采用氟化物来除钙镁离子；采用真空烘干和包装，控制烘干后得到高纯度FeSO₄· 7H₂O。

公开号为CN107640790A的中国发明专利公开了钛白副产物制备高纯硫酸亚铁晶体的方法，是先将低纯度FeSO₄·7H₂O加水溶成硫酸亚铁溶液，然后加入磷酸和絮凝剂，调节溶液pH至2.5～3.5，经水解反应，过滤得到滤液；再滤液中加入表面活性剂，调节溶液pH 至7～9，经反应，过滤得滤饼；最后将滤饼用硫酸溶解，加铁粉，经蒸发浓缩、结晶、干燥，得高纯度硫酸亚铁晶体。