[发明专利]利用钛白粉厂废酸液生产硫酸钾碳酸亚铁和复合肥料的方法

说明书

本发明涉及化工产品技术领域，具体地说是一种利用铁白粉厂废酸液生产硫酸钾，碳酸亚铁和复合肥料的方法。

钛白粉是一种化工产品、全国有生产厂家60多个(布于16个省、市)、总产量约10万吨/年，废酸液的数量为此产量的8倍左右，即80万吨/年。成份为：含硫酸(H₂SO₄)，15-20％，硫酸亚铁5-8％，其他成份为水和少量钛、铝、铬、钡、镁、锰、磷酸盐等物质。若对外排放、会对环境造成严重污染，事实上，这种污染早是普遍存在的。为了解决这一问题，多年来，许多单位和个人曾做了大量工作，截至现在为止，业已公知的治理方法有五种，其概况如下：

(一)、加大量水稀释后对外排放。这种方法违反国家环保法，不能长期使用下去。

(二)、用石灰乳或碳酸钙中和过滤后排放。此法可消除酸液污染，但需耗用大量石灰或碳酸钙，并产生大量固态废渣，在经济上和环保效果上都是不合理的。

(三)、加铁屑反应生产硫酸亚铁。技术上讲，这种方法是可行的，但硫酸亚铁的社会需求量不大，除个别地区外不易销售，故不能普遍推广。

(四)、和磷矿粉反应生产磷肥。理论和实践结果早已证明，用此法制得的磷肥，质量很差，对农业不利。

(五)、和氨水反应，再经空气氧化，过滤、浓缩和结晶分离等过程生产硫酸铵。此法的生产周期很长，工效低，能耗高，经济上不合算，人们一般不愿采用。

总的讲，以上五种方法都有明显的缺点(或局限性)。

本发明的目的是提供一种新的工艺方法，藉此达到两个目的：(1)、使废酸液中的各种成分均被全部利用，从而彻底消除它们对环境的污染；(2)、制出社会大量需示的硫酸钾、复混肥料和碳酸亚铁等产品，既可满足社会需要，也使这些产品的生产成本较低(和现在传统的生产方法相比较)，从而增进企业的经济效益。此外补充说明，硫酸钾是我国需大量进口的农用化工产品，目前国内许多地方都在筹建硫酸钾生产厂，本发明提供的工艺方法对这些厂家将有一定参考作用。

本发明的工艺方法可使用常规的化工设备和手段进行实施，各步操作均无困难。具体的实施方法如下：

(1)取废酸液于搪瓷反应锅中，于搅拌下逐步加入浓氨水(浓度20％左右)中和到PH变成4.5时为止。此过程中，物料温度会自动上升(由室温升到75-80℃左右)，乘热用聚丙烯橡胶或木质板框过滤机进行过滤分离。滤饼是钛、铝、铬、钡等成分的水合物，可用业已公知的方法进行综合利用，滤液为(NH₄)₂SO₄和FeSO₄的水溶液，此液通常还含有MgSO₄，MnSO4和磷酸盐等物质。这三者的含量完全决定于钛白粉厂生产时所用的钛铁矿的性质和成份，而与本发明的操作方法无关。一般讲，MnSO₂和磷酸盐的含量都很微少，而MgSO₂的含量变化较大，有时低于2克/升，有时可达30克/升以上。需明确说明的是，这三种物质的存在对本发明的实施和效果都是有利无害的。

(2)由上步过程所得的滤液是本步操作的起始物，经浓缩后加入氯化钾进行复分解反应，按下式生成硫酸钾：

(当溶液中存在MgSO₄和MnSO₂时，也可发生类似的复分解反应或促进以上反应)。