[发明专利]钛白粉副产物硫酸亚铁中钛的快速去除方法

说明书

本发明公开了一种钛白粉副产物硫酸亚铁中钛的快速去除方法，属于化工技术领域。本发明解决的技术问题是提供一种除杂率高、操作简单的钛白粉副产物硫酸亚铁的提纯新方法。钛白粉副产物硫酸亚铁中钛的快速去除方法，包括以下步骤：向硫酸亚铁溶液中加入磷酸和絮凝剂，搅拌下调节溶液pH至2.5～4.0，反应5min～24h，过滤，得净化后的硫酸亚铁溶液。本发明方法能高效去除钛白粉副产物硫酸亚铁中钛，钛除去率高，铁损失小，避免了二价铁离子的氧化问题，工艺稳定，且未引入其他金属杂质，工艺流程简单，反应周期短，工艺适于工业化生产。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种钛白粉副产物硫酸亚铁中钛的快速去除方法。

背景技术

钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。钛白粉的生产方法主要有硫酸法和氯化法，硫酸法因生产工艺相对简单，对钛精矿的品位要求较低等优点，被大多数钛白粉生产企业所采用，目前国内较大的钛白粉生产企业基本都采用硫酸法生产钛白粉，占比高达98％。

硫酸法再生产钛白粉的过程中会产生大量的硫酸亚铁副产品，据不完全统计，硫酸亚铁的产量将高达500～750万吨/年，因其含有TiO²⁺、Mn²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等杂质元素而无法被直接利用，长期以来都是作为固体废弃物堆放，如此大量的硫酸亚铁副产物不仅影响了环境，而且对铁资源造成了浪费，很大程度上制约了钛白粉产业的发展。目前硫酸亚铁的主要作净水剂、饲料添加剂、肥料、涂料等，但都需要对硫酸亚铁进行提纯才能满足要求，因此如何提高硫酸亚铁的纯度是解决钛白粉副产物硫酸亚铁的首要任务。

硫酸亚铁为钛白粉副产物，因此钛作为硫酸亚铁中最主要的杂质元素之一，需要首先考虑去除，现有的去除钛的方法主要是通过调节硫酸亚铁溶液的pH，控制pH在酸性条件下(pH范围多有变化，一般为1.5～7)，加热水解使TiO²⁺离子水解成偏钛酸H₂TiO₃，过滤得到除钛后的硫酸亚铁溶液，此方法的缺点在于钛的去除率较低，三价铁离子的水解导致过滤困难，且除钛后溶液中钛含量依然在100mmp左右，如专利CN101767837A公开的方法；此外专利CN101348282A公开了一种硫酸亚铁溶液中深度去除钛的方法，该方法通过加入还原铁粉还原以及氧化亚铁粉末中和两个步骤完成除钛，工艺流程复杂，除钛成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种快速去除钛白粉副产物硫酸亚铁中钛的新方法，该方法除钛率高、操作简单、成本低。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是提供了一种钛白粉副产物硫酸亚铁中钛的快速去除方法，该方法包括以下步骤：

将钛白粉副产物硫酸亚铁溶解于水中，过滤取下清液，即为待净化的硫酸亚铁溶液；向待净化的硫酸亚铁溶液中加入磷酸和絮凝剂，搅拌下调节溶液pH至2.5～4.0，反应5min～24h，过滤，得净化后的硫酸亚铁溶液。

其中，上述方法中，所述钛白粉副产物硫酸亚铁中Ti质量百分含量为0.01～10％。

其中，上述方法中，所述水的纯度不低于去离子水。

其中，上述方法中，所述待净化的硫酸亚铁溶液中铁离子浓度为0.5～2mol/L。

其中，上述方法中，所述磷酸的质量浓度为14～15mol/L，磷酸的用量为20～200mL/L硫酸亚铁溶液。

其中，上述方法中，所述絮凝剂为木质纤维素，絮凝剂的用量为1～80g/L硫酸亚铁溶液。

其中，上述方法中，所述搅拌的搅拌速率为200～400r/min。

其中，上述方法中，采用含氨量为25～28％的氨水调节溶液pH。