一种氨法制备铁系工业颜料的多功能氧化反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于氨法生产铁系工业颜料所用的集约式晶种制备和颜料合成设备，具体涉及一种由氨法生产铁系工业颜料所用的多功能氧化反应设备。
【背景技术】
[0002]氧化铁颜料主要指基本物质为铁的氧化物的氧化铁红、铁黄、铁黑、铁棕等着色颜料，是无机彩色颜料中产量和需求量最大的无机化工颜料。目前，70%的氧化铁颜料使用化学合成方法制备，30%是用合成品与天然矿物加工品混配而成。化学合成氧化铁颜料的生产工艺中，普遍采用两步反应法，即第一步氧化反应制备晶种，第二步以所制得的晶种为基料氧化制备铁系工业颜料，晶种制备和铁系工业颜料合成分别在两套设备中进行。晶种氧化反应器和铁系工业颜料氧化合成反应器为圆筒状反应槽。工艺过程首先在氧化反应器中制备晶种，再将晶种送入铁系工业颜料氧化合成反应器，然后将反应原料亚铁盐溶液加入反应器中，加入铁皮、氧化铁皮和氢氧化钠溶液或氨水调节反应体系的PH值，在一定温度下，从氧化反应器底部通入空气进行氧化反应，使体系中的晶种成长为铁系工业颜料，当反应器内色浆达到所需颜料色光度时停止反应，将料浆过滤、洗涤、脱水、干燥、包装制得铁系工业颜料。
[0003]目前，我国化学合成法制备铁系工业颜料工艺分为硫酸法、硝酸法、混酸法和氨法。酸法工艺在生产过程有大量的酸性废水产生，对环境污染严重，目前没有可靠的综合利用途径。氨法工艺所产生的工艺废水为硫酸铵溶液，既可以蒸发结晶收得硫酸铵产品，也可以经分解吸收收得氨水并循环使用。因此，从环保的角度考虑，氨法制备铁系工业颜料具有广阔的发展前景。
[0004]氨法制备铁系工业颜料时存在晶种制备和颜料合成两个过程。存在的不足是:需要配套晶种制备和颜料合成反应器，占地面积大，设备投资多；因晶种制备时间短，晶种制备设备利用率低，晶种转移耗时耗能;颜料合成反应器容积较小，不易实现规模化生产，产能受限;颜料合成反应过程亚铁盐溶液浓度低，废水体积大，铵盐浓度低，不利于综合利用；所用氨水由反应器上部滴加，滴加过程挥发量大，操作环境恶劣，氨耗量高;所用颜料合成反应器只能生产氧化铁红工业颜料，功能和产品单一。
【发明内容】
[0005]为了克服氨法制备铁系工业颜料在生产设备上存在的不足，本实用新型提出了一种氨法制备铁系工业颜料的多功能氧化反应器，将晶种制备和氧化合成两种功能合并于一台生产设备中，使晶种制备和氧化合成在集约条件下进行，减少了生产程序，节约了设备投资；不仅可以生产氧化铁红，还可以通过对工艺条件的调整生产氧化铁黄、氧化铁黑、氧化铁绿、氧化铁棕等铁系工业颜料，实现了氧化合成反应器的多功能化。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:该氨法制备铁系工业颜料的多功能氧化反应器，其特征在于:具有氧化反应器，所述氧化反应器的罐体内壁设有盘管换热器，换热器通过转换阀门、管道分别连接制冷机组和锅炉蒸汽，通过切换加热及冷却介质使换热器具有加热或冷却功能;所述氧化反应器的罐体上部中心装有变频式减速机，变频式减速机连接搅拌器，所述氧化反应器的罐体底部设有空气分布器，空气分布器连接氧化罗茨风机，反应罐体内壁装有折流板，罐体侧面中下部安装温度计套管、取样口和人孔，罐体侧面底部安装排污管口，罐体顶部安装排风管和视镜口；氨水计量槽上部安装加压装置，底部出口通过氨水输送管伸入罐体底部，亚铁盐溶液计量槽通过管道连通氧化反应器，晶浆输送栗管道出口位于氧化反应器的罐体底部，
[0007]所述空气分布器6装球形开孔板，均匀分布圆孔、椭圆孔或其他形状的孔，开孔方向分别呈15°、30°、45°、60°、75°或90°角，孔径为2.5-5mm，开孔率为12-25 %
[0008]所述空气分布器材料为塑料或不锈钢或其他耐酸碱腐蚀材料制成。
[0009]所述空气分布器6和氧化罗茨风机7之间连接的风管设有储气罐。
[0010]所述换热器为盘管换热器或夹套换热器。
[0011 ] 所述搅拌器为框式搅拌器或锚式搅拌器或浆式搅拌器。
[0012]所述亚铁盐溶液计量槽3采用夹套加热方式进行加热保温。
[0013]所述亚铁盐溶液计量槽3采用电加热带对计量槽进行缠绕，以电加热带进行加热保温。
[0014]采用上述技术方案的有益效果:该氨法制备铁系工业颜料的多功能氧化反应器，体现在晶种制备和二次氧化反应在一套反应器中进行，同时通过调整工艺条件，该氧化反应器可以生产不同品种的铁系工业颜料，达到提高生产效率和产品质量，实现产能规模化、产品多元化和降低能耗的目的。
[0015]利用变频器控制变频式减速机调整不同搅拌速度，并通过反应器内壁所装折流板调整反应料浆流向，使氧化反应器中料浆与空气、氨和亚铁盐溶液混合均匀;通过空气分布器通入反应所需空气，空气分布器可以将空气均匀的分散于氧化反应器中。为提高铁系工业颜料母液中硫酸铵浓度，便于废水综合利用，可以使用浓度较高的亚铁盐溶液(TFe浓度145_150g/L)。为避免亚铁盐溶液在使用过程中结晶析出，亚铁盐溶液计量槽采用夹套加热方式进行加热保温，以蒸汽为热源，具有加热、保温功能。加热保温方式也可以以电为热源，采用电加热带对计量槽进行缠绕，以电加热带进行加热保温。
[0016]在生产氧化铁红和氧化铁黄工业颜料时，将反应原料亚铁盐溶液加入氧化反应器后，加规定量的清水进行稀释，然后开启冷却剂循环阀，以制冷站所产生的冷水为冷却介质，通过盘管换热器将亚铁盐溶液降温至所需值;启动搅拌器，保温条件下加入氨水调节PH值为规定值，然后以罗茨风机将空气通过管道及空气分布器送入氧化合成反应器，反应一定时间，至反应料浆符合色光度要求时制得晶种;关闭冷却剂循环栗，开启压缩空气吹扫阀将盘管换热器中的冷水吹出，然后再开启加热蒸汽进气阀和蒸汽冷凝水回流阀，通入蒸汽进行加热，当反应体系升温至所需温度时，保温条件下通入空气，并以并流方式加入亚铁盐溶液和氨水，控制通风量、反应温度、反应体系中亚铁浓度、反应过程PH值进行氧化反应，调整和控制不同的工艺条件，当反应料浆色光度符合所需色光度时，反应结束，经过滤、洗涤、脱水、干燥、包装制得不同品种的铁系工业颜料。
[0017]在制备氧化铁黑、氧化铁棕工业颜料时，可直接将亚铁盐溶液加入多功能氧化反应器中，按照所需工艺条件，经氧化合成制得氧化铁黑、氧化铁棕产品。
[0018]本实用新型将铁系工业颜料晶种制备和氧化合成两种功能合并于一台生产设备中，使晶种制备和氧化合成在集约条件下进行，减少了生产程序，节约了设备投资；不仅可以生产氧化铁红，还可以通过对工艺条件的调整生产氧化铁黄、氧化铁黑、氧化铁绿、氧化铁棕等铁系工业颜料，实现了氧化合成反应器的多功能化。该设备的采用将使生产企业具备灵活的产品方向调整能力，从而满足市场需要，提高企业竞争力。
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0020]图1为本实用新型的结构不意图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示的氨法制备铁系工业颜料的多功能氧化反应器，具有氧化反应器I，所述氧化反应器I的罐体内壁设有盘管换热器8，换热器8通过转换阀门、管道分别连接制冷机组和锅炉蒸汽，所述换热器为盘管换热器或夹套换热器。通过切换加热及冷却介质使换热器8具有加热或冷却功能