一种钛白副产物绿矾脱水与干燥的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种钛白副产物绿矾脱水与干燥的方法，实现钛白副产物绿矾脱水与干燥以及钛白绿矾中钛的回收。
【背景技术】
[0002]硫酸亚铁(绿矾)是一种重要的化工原料，具有广泛用途。工业上用于制造各种铁盐、聚合硫酸铁、墨水、铁系颜料、磁粉等等。硫酸亚铁生产铁氧化物既价格便宜，又无毒，因此在催化剂中得到广泛地应用，如氧化铁在化肥工业中用作脱硫催化剂、在有机合成中的烷基环乙烯、杂环纺烃烷基化、煤的水合羟基化等中用作催化剂。农业上用作绿肥，铁是植物生长、发育、开花、结果必不可少的微量营养元素，植物缺铁失绿，硫酸亚铁是常用的绿月巴，在我国黄河以北碱性土壤中使用硫酸亚铁具有重要的意义；用作除草剂，根治树干上的苔类、地衣；用作农药，主治小麦黑穗病，防治果园害虫及果树的腐烂病。医药上用作局部收敛剂及补血剂，其所含铁是体内合成血红朊的原料；它也是饲料广泛使用的添加剂等。在染料行业，绿矾还用作媒染剂等。除此之外硫酸亚铁还可以用于去除鱼腥味、寝室异味等。在污水处理中，硫酸亚铁应用更为广泛，单独使用时主要作为絮凝剂，是最为广泛使用的无机絮凝剂，与双氧水联合使用作为芬顿试剂用于脱色和降解难降解的有机污染物。
[0003]由于绿矾含结晶水多、容易结块和易被氧化变色、变质、影响粉碎和流动性能，此外绿矾(七水硫酸亚铁)含水高达45.39%，绿矾运输成本高。因此，限制了硫酸亚铁的使用。绿矾经过脱水，不仅可以提高产品的化学稳定性，提高使用性能，降低运输成本，还可以扩大其用途。绿矾经过干燥脱水，绿矾脱水为四水硫酸亚铁，减少结晶水19.45%，其性质稳定，仍具有良好的水溶性。绿矾经过干燥脱水制备一水硫酸亚铁(FeS04*H20)，结晶水减少了38.90%，一水硫酸亚铁是饲料和医药中常用添加剂。
[0004]我国硫酸亚铁主要来源于钛白副产物绿矾，目前我国年产钛白粉达到100万吨以上，一吨钛白产生3.5吨绿矾，据此计算我国钛白行业每年就约产生350万吨绿矾。钛白副产物绿矾FeS04*7H20含量一般为90%，含游离水达到10%，含钛液0.2%，其它杂质含量高，因此限制了其使用。不仅如此，钛白副产物绿矾量太大，没有任何行业可以消化，常采用堆放和填埋的方式处理。因此，其钛白绿矾已成为制约钛白发展的重要因素。在硫酸生产中，脱水后绿矾和硫铁矿混烧，不仅减少硫铁矿使用量，而且可大大提高硫酸烧渣铁品位，增加了烧渣的附加值，在硫酸行业得到工业应用。脱水绿矾在硫酸行业中的应用，将成为解决钛白绿矾的重要途径。
[0005]目前，钛白绿矾的脱水与干燥常采用旋转干燥脱水、热风干燥脱水和流化床沸腾干燥脱水。常压干燥脱水和热风干燥脱水不仅干燥时间长，产生结块现象，产能低。流化床沸腾干燥脱水脱水速度较快，但动力消耗大。采用真空干燥干燥速度加快，可克服结块现象，但是操作复杂，产能低。采用硫酸溶液中脱水生产一水硫酸亚铁，产生大量硫酸废液难以处理，而且小规模生产。上述直接干燥钛白绿矾的方法，由于钛白绿矾含游离水高、结块并含有游离的硫酸，使得脱水与干燥困难，能耗增加。而且，上述干燥方法干燥产生的热蒸气没有得到利用。
[0006]现有方法存在缺陷需要改进。
【发明内容】
[0007]本发明一种钛白副产物绿矾脱水与干燥的方法，通过重结晶脱除钛白绿矾游离水和游离酸，控制重结晶绿矾粒度，加快了脱水速度，有效解决了干燥时结块现象，以及通过二段热气潜热的利用，有效地降低了能耗。同时，通过还原Fe3+和钛白绿矾溶液中和水解不仅回收了母液中钛，提高了脱水绿矾的品质。
[0008]本发明的目的是提供一种钛白副产物绿矾脱水与干燥的方法，实现钛白绿矾的利用与钛白绿矾中钛的回收。
[0009]本发明的技术方案是:
一种钛白副产物绿矾脱水与干燥的方法，将钛白副产物绿矾加入水溶剂中，搅拌下加热到50~110°C使钛白副产物绿矾溶解并达到饱和，加入还原剂还原溶液中Fe3+，搅拌下冷却、结晶、过滤得到重结晶绿矾和结晶母液。将重结晶绿矾经过30目筛网筛分，筛上物加入转炉中进行第一段干燥脱水，将一段干燥脱水产物转入转炉中进行第二段干燥脱水得到二段干燥脱水产物。结晶母液加入氢氧化钠调节结晶母液pH值沉淀结晶母液中的钛，过滤得到钛渣和沉钛后液。
[0010]加入的还原剂为铁肩和铁皮，加入铁肩与铁皮的量为完全还原Fe3+所需理论量的1-1.2倍，冷却结晶温度为-5~30°c ;
将重结晶绿矾经过30目筛网筛分，筛下物作为晶种，在冷却结晶时加入还原Fe3+后饱和硫酸亚铁溶液中；
一段干燥温度为50~120°C，一段干燥脱水产物控制为含4-7个结晶水的硫酸亚铁；二段干燥温度为120~300°C，二段干燥脱水产物控制为1-4个结晶水的硫酸亚铁；二段干燥转炉内产生的余热热气返回一段干燥时，一段转炉采用外热方式加热；
氢氧化钠调节结晶母液pH值控制为3.0-5.0，过滤得到的钛渣用于回收钛；溶解钛白副产物绿矾的水溶剂为水、结晶母液和沉钛后液。
[0011 ] 将钛白副产物绿矾加入水、或结晶母液或沉钛后液中，搅拌下加热到50~110°C使钛白副产物绿矾溶解并达到饱和，加入完全还原Fe3+所需理论量的1-1.2倍还原剂铁粉和铁皮还原溶液中Fe3+，搅拌下加入30目筛分的筛下物作为晶种，_5~30°C下冷却结晶、过滤得到重结晶绿矾。将重结晶绿矾30目筛分的筛上物加入转炉中进行二段干燥。结晶母液加入氢氧化钠调节母液pH值沉淀结晶过滤后母液中的钛，过滤得到钛渣和沉钛后液。一段干燥温度为50~120°C，一段干燥脱水产物为含4-7个结晶水的硫酸亚铁；二段干燥温度为120~300°C，二段干燥脱水产物1-4个结晶水的硫酸亚铁；一段转炉采用外热式，二段干燥转炉内产生的余热热气返回一段干燥作为外热。
[0012]本发明的优点为:
(1)通过重结晶脱除钛白绿矾游离水和游离酸，控制重结晶绿矾粒度，加快了脱水速度，有效解决了干燥时结块现象。
[0013](2)通过脱水速度的加快以及二段热气潜热的利用，有效地降低了能耗。
[0014](3)通过还原Fe3+和钛白绿矾溶液中和水解不仅回收了母液中钛，而且提高了脱水绿矾的品质，增加了经济效益。
[0015]【具体实施方式】:
本发明可以按
【发明内容】
所述的技术方案实施。
[0016]一种钛白副产物绿矾脱水与干燥的方法，将钛白副产物绿矾加入水溶剂中，搅拌下加热到50~110°C使钛白副产物绿矾溶解并达到饱和，加入还原剂还原溶液中Fe3+，搅拌下冷却、结晶、过滤得到重结晶绿矾和结晶母液。将重结晶绿矾经过30目筛网筛分，筛上物加入转炉中进行第一段干燥脱水，将一段干燥脱水产物转入转炉中进行第二段干燥脱水得到二段干燥脱水产物。结晶母液加入氢氧化钠调节结晶母液pH值沉淀结晶母液中的钛，过滤得到钛渣和沉钛后液。
[0017]加入的还原剂为铁肩和铁皮，加入铁肩与铁皮的量为完全还原Fe3+所需理论量的1-1.2倍，冷却结晶温度为_5~30°C ;
将重结晶绿矾经过30目筛网筛分，筛下物作为晶种，在冷却结晶时加入还原Fe3+后饱和硫酸亚铁溶液中；