[发明专利]一种氟虫腈废盐与钛白粉副产物硫酸亚铁的资源化集成利用方法

权利要求书

1.一种氟虫腈废盐与钛白粉副产物硫酸亚铁的资源化集成利用方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤(1)、将氟虫腈废盐配制成水溶液，在催化剂存在的条件下，通入空气进行气液催化氧化，将氟虫腈废盐中的亚硫酸钠转化为硫酸钠，得到pH为11～12的磷酸钠溶液；

步骤(2)、将钛白粉副产物硫酸亚铁配制成硫酸亚铁浓度为10～20％的水溶液，依次采用化学除杂、水解除杂处理将杂质金属离子转变为沉淀析出，过滤去除沉淀；再加入浓硫酸，以双氧水为氧化剂进行氧化处理，将滤液中的硫酸亚铁氧化为硫酸铁，得到硫酸铁溶液，采用浓硫酸调节硫酸铁溶液的pH值为1～2；

所述的钛白粉生产中副产硫酸亚铁中七水硫酸亚铁的质量分数为90～99％，含有的杂质金属离子及质量分数为：镁离子0.3～0.6％，锰离子0.1～0.3％，钛离子0.2～0.5％，铝离子0.02～0.05％，锌离子0.02～0.05％；

所述的化学除杂处理为：采用硫化钠溶液为除杂剂除去镁离子、锰离子、锌离子，化学除杂滤液中镁离子、锰离子、锌离子的含量均0.01％；

所述的水解除杂处理为：调节溶液的pH值为2～4，在温度75～95℃下水解3～5h，过滤，得到水解除杂滤液，水解除杂滤液中钛离子和铝离子的含量均0.01％；

步骤(3)、将步骤(1)得到的磷酸钠溶液滴加至步骤(2)得到的硫酸铁溶液中，使磷酸钠与硫酸铁发生复分解反应，得到磷酸铁悬浊液；

步骤(4)、步骤(3)得到的磷酸铁悬浊液过滤得到磷酸铁滤饼和硫酸钠滤液；磷酸铁滤饼在水存在的条件下进行球磨脱盐，球磨脱盐的次数为3～10次，每次球磨脱盐的水用量为磷酸铁滤饼质量的5倍，烘干得到电池用二水磷酸铁产品；硫酸钠滤液经蒸发得到硫酸钠副产品。

2.根据权利要求1所述的氟虫腈废盐与钛白粉副产物硫酸亚铁的资源化集成利用方法，其特征在于所述的氟虫腈废盐中含有亚硫酸钠、磷酸钠、溴化钠、硫酸钠、三氟甲基亚磺酸钠及水；其中，亚硫酸钠的质量分数为20～28％，磷酸钠的含量为25～30％，溴化钠含量为0.1～0.3％，硫酸钠含量为0.5～1％，三氟甲基亚磺酸钠含量为0.1～0.5％，其余为水。

3.根据权利要求1所述的氟虫腈废盐与钛白粉副产物硫酸亚铁的资源化集成利用方法，其特征在于所述的气液催化氧化为：将氟虫腈废盐与去离子水或冷凝水按照质量比1:1～1.5配制成水溶液，在催化剂存在下，按10～25L/(h·kg水溶液)通入空气，在温度30～95℃下将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，待亚硫酸钠氧化率达到99.5％以上时，停止反应；其中，所述的催化剂的用量为水溶液质量的0.05％～5％；所述的催化剂为硫酸镍、硫酸铬、硫酸钴、硫酸锰、磷酸镍、磷酸铬、磷酸钴、磷酸锰、一氧化镍、二氧化锰或四氧化三钴催化剂中的一种。

4.根据权利要求1所述的氟虫腈废盐与钛白粉副产物硫酸亚铁的资源化集成利用方法，其特征在于所述的化学除杂处理为：采用硫化钠溶液为除杂剂，硫化钠的浓度为30～80g/L，硫化钠的用量为硫酸亚铁质量的1～7％；控制反应温度在20～40℃，反应时间为1～2h，反应结束后静置2～4h，过滤除去沉淀，得到化学除杂滤液，滤液中镁离子、锰离子、锌离子的含量均0.01％。

5.根据权利要求1所述的氟虫腈废盐与钛白粉副产物硫酸亚铁的资源化集成利用方法，其特征在于所述的氧化处理为：先用浓硫酸调节水解除杂滤液的pH值至1～2，再按照H₂SO₄与硫酸亚铁摩尔比为0.498～0502:1向溶液中加入浓硫酸；控制过氧化氢的用量为理论用量的110～130％，在25～50℃下加入双氧水，加料时间为50～90min。

6.根据权利要求1所述的氟虫腈废盐与钛白粉副产物硫酸亚铁的资源化集成利用方法，其特征在于按照硫酸铁与磷酸钠的摩尔比为0.4～0.8:1，将磷酸钠溶液滴加至硫酸铁溶液中，控制滴加时间为1～2h，复分解反应温度为35～55℃；滴加结束后，升温至70～95℃，继续反应1～2h，得到磷酸铁悬浊液，过滤，得到磷酸铁滤饼和硫酸钠滤液。