[发明专利]生产硫酸和铁红的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产硫酸和铁红的方法，属于化工领域。

背景技术

目前我国钛白粉年产量已经超过100万吨，用钛精矿为原料硫酸法生产钛白的工艺是世界上公认的钛白粉生产成本最低的工艺路线，但该工艺路线每生产一吨钛白粉就会副产3～4吨七水硫酸亚铁，如果这些副产品不能有效地加以利用，势必阻碍着硫酸法钛白的发展，因此采用循环经济的理念，综合利用钛白生产中的副产品，变废为宝，化害为利，是硫酸法钛白企业的愿望和可持续发展的必由之路。

目前，钛白副产物七水硫酸亚铁利用方法已经成熟并用于工业实践的处理方法大致可分为二大类：

第一类是物理法，在不改变硫酸亚铁化学成分的前提下加以利用，主要包括：用七水硫酸亚铁作为净水剂；七水硫酸亚铁脱去六个结晶水变成一水硫酸亚铁作饲料添加剂和水泥速凝剂；用七水或一水硫酸亚铁与硫铁矿在制酸中渗烧等。

但上述方法只能处理少量的硫酸亚铁，对于年产上百万吨的硫酸亚铁来说等于杯水车薪。

第二类是化学法，将七水硫酸亚铁作为一个整体，改变其化学结构，加以利用。如：以七水硫酸亚铁为原料生产聚合硫酸铁；用硫酸亚铁和钛白废酸生产铁磷复合肥；用七水硫酸亚铁作还原剂浸出软锰矿生产硫酸锰；用硫酸亚铁为原料生产铁系列产品，如铁红、铁黄、铁蓝、铁黑等。这类方法亦消耗硫酸亚铁量不多。

申请号为200610163864.0的中国专利申请公开了一种用硫酸亚铁生产硫酸和铁精矿的方法。该方法将七水硫酸亚铁脱水为无水硫酸亚铁，然后于回转窑中用空气、C或CO进行氧化还原，但该方法存在如下缺陷：1、该方法所得烟气中的三氧化硫含量较高，会产生大量酸雾，必需事先除去，这无疑会增加生产成本；2、该方法所得烟气中的二氧化硫浓度含量过低，达不到一般工业制取硫酸的二氧化硫浓度要求(6～7.5wt％)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产硫酸和铁红的方法，该方法不会产生大量酸雾，降低了除酸雾的成本。

本发明生产硫酸和铁红的方法包括如下步骤：

a、物料混合：一水硫酸亚铁或无水硫酸亚铁与硫磺按重量比6∶1～1.5混匀；

b、加热：通入空气，使混合后的物料于900～950℃保持8～30秒，得到铁红和含有二氧化硫的烟气；其中，控制空气的通入量，使含有二氧化硫的烟气中的二氧化硫浓度为8～9wt％；

c、制酸：含有二氧化硫的烟气经过净化后，将二氧化硫转化、吸收，制得浓硫酸。

其中，上述a步骤中所述的一水硫酸亚铁或无水硫酸亚铁与硫磺的重量比优选为6∶1～1.2。

其中，上述b步骤中混合后的物料优选于900～950℃保持9秒。

其中，为了节约S、Fe资源，实现资源的循环利用，上述的一水硫酸亚铁或无水硫酸亚铁优选采用下述方法制得：

1)、以硫酸法生产钛白粉的副产物七水硫酸亚铁为原料，将七水硫酸亚铁加热至60～80℃，加入反应量的氯化钡、铁和有机絮凝剂；

2)、继续升温，使溶液沸腾，然后静置1～4h；

3)、分离上清液，加热至上清液沸腾，趁热过滤，滤饼干燥，即得一水硫酸亚铁，一水硫酸亚铁加热脱水得到无水硫酸亚铁。

其中，上述步骤1)所述氯化钡的加入量优选为每吨七水硫酸亚铁加入1～2.5kg氯化钡，氯化钡加入量最优选为每吨七水硫酸亚铁加入2kg氯化钡。

其中，上述步骤1)所述的有机絮凝剂可以为常规的有机絮凝剂，如：PAM。

其中，上述的有机絮凝剂的加入量优选为每吨七水硫酸亚铁加入0.005～0.02kg有机絮凝剂，有机絮凝剂的加入量最优选为每吨七水硫酸亚铁加入0.01kg有机絮凝剂。

其中，上述步骤2)溶液沸腾后静置时间优选为2～3h。

其中，上述步骤3)所述的过滤优选为离心过滤，离心速度为2950～4000r/min，离心速度优选为3000r/min。

本发明方法具有如下有益效果：

1、硫酸亚铁中的有用元素铁和硫全部回收利用，得到的铁红中Fe₂O₃含量≥94％，达到国标GB-1863-89颜料铁红的标准，所得硫酸浓度为98wt％。铁的回收率达到99％，硫的回收率达98％～99％。

2、本发明方法能大规模综合利用钛白副产物七水硫酸亚铁，所得的产品为市场需求的氧化铁红和原料硫酸。