一種脫除綠礬中結晶水的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種脫除綠礬中結晶水的方法。所述脫除綠礬中結晶水的方法包括將綠礬與一水硫酸亞鐵和/或無水硫酸亞鐵混合并干燥以脫除結晶水。采用本發(fā)明提供的方法對綠礬中的結晶水進行脫除，能夠非常有效地避免所述綠礬在干燥過程中出現(xiàn)結垢、粘壁的現(xiàn)象，使得干燥過程順利進行。
【專利說明】-種脫除綠礬中結晶水的方法

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種脫除綠礬中結晶水的方法。

【背景技術】
[0002] 鈦白粉是一種優(yōu)良的白色顏料，目前被廣泛應用于油漆、涂料、造紙、塑料及電焊 條等彳丁業(yè)。
[0003] 目前，生產(chǎn)鈦白粉的工藝主要有硫酸法和氯化法，兩種工藝并存，并且產(chǎn)能及產(chǎn)量 均十分龐大。然而，這兩種生產(chǎn)工藝都具有一定的環(huán)境壓力。對于硫酸法生產(chǎn)工藝來說，生 產(chǎn)過程中將產(chǎn)生大量的水解廢酸以及含有七個結晶水的綠礬（FeS0 4 · 7H20)。當以鈦精礦 (主要成分為偏鈦酸鐵FeTi03，其中二氧化鈦的含量為45-50重量％)為原料時，一般生產(chǎn)1 噸鈦白粉將產(chǎn)出3. 5-4噸七水綠礬。
[0004] 綠礬一般用于制備顏料、凈水劑等。由于硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的每條生產(chǎn)線的年產(chǎn) 量一般都在2-4萬噸，這將產(chǎn)出十多萬噸的七水綠礬，這么大量的綠礬的應用對于世界各 國的硫酸法鈦白粉生產(chǎn)者來說，都是一個頭痛的問題。歐洲國家考慮到大量綠礬存在處理 困難的問題，因此轉(zhuǎn)向氯化法生產(chǎn)來避免。此外，采用高鈦渣為原料進行硫酸法生產(chǎn)，亦可 避免該問題。
[0005] 然而，一方面，國內(nèi)鈦白粉的生產(chǎn)，氯化法才開始起步，工藝不夠成熟；另一方面， 由于生產(chǎn)成本的原因，較少采用高鈦渣為原料生產(chǎn)鈦白粉，仍然需要以鈦精礦為原料來生 產(chǎn)鈦白粉，因此，副產(chǎn)綠礬的有效利用就是一個需要認真考慮的問題。
[0006] 目前，綠礬可以用作凈水劑、飼料添加劑、改良鹽堿地等等，但是，這些用途消耗綠 礬的量太少，遠遠不能解決大量副產(chǎn)綠礬的利用問題。
[0007] CN1994868A公開了一種用硫酸亞鐵生產(chǎn)硫酸和鐵精礦的方法，并具體公開了生產(chǎn) 鈦白粉副產(chǎn)七水硫酸亞鐵經(jīng)加熱(加熱溫度為250-350°C)脫水得無水硫酸亞鐵，該無水硫 酸亞鐵在回轉(zhuǎn)窯中間加熱至700-100(TC，在還原氣氛下分解得到鐵精礦和二氧化硫氣體， 二氧化硫氣體用常規(guī)的兩轉(zhuǎn)兩吸工藝制硫酸。采用該方法能夠使鈦白副產(chǎn)硫酸亞鐵中的硫 和鐵資源得到同時利用，適合于大規(guī)模的生產(chǎn)。然而，上述的用硫酸亞鐵生產(chǎn)硫酸和鐵精礦 的方法沒有考慮到綠礬干燥時，脫除結晶水是非常麻煩的。由于七水硫酸亞鐵的熔點低，僅 為64°C，在250-350°C下干燥脫水過程中FeS0 4極易溶解在自身的結晶水中，造成干燥設備 結垢、粘壁，使得干燥設備的有效利用降低，導致設備失效。
[0008] 傳統(tǒng)的干燥裝置(如烘箱、回轉(zhuǎn)窯以及流態(tài)化等）都不能避免結垢粘壁的弊病，只 有噴霧干燥才能避免，但是噴霧干燥的能耗太高而不適用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為了克服采用現(xiàn)有的方法脫除綠礬中的結晶水容易造成干燥設 備結垢、粘壁的缺陷，而提供一種不易造成設備結垢、粘壁的脫除綠礬中結晶水的方法。 [0010] 本發(fā)明提供了一種脫除綠礬中結晶水的方法，該方法包括將綠礬與一水硫酸亞鐵 和/或無水硫酸亞鐵混合并干燥以脫除結晶水。
[0011] 本發(fā)明的發(fā)明人無意中發(fā)現(xiàn)，在綠礬的干燥過程中加入一定量的一水硫酸亞鐵和 /或無水硫酸亞鐵，能夠非常有效地避免所述綠礬在干燥過程中出現(xiàn)結垢、粘壁現(xiàn)象，使得 干燥過程順利進行。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，當所述干燥的方式為先將綠礬與一水硫酸亞鐵 和/或無水硫酸亞鐵的混合物在60-80°C下干燥1-5小時，再將溫度升至100-150°c干燥 1-5小時，然后再將溫度升至300-350°C干燥1-5小時時，采用這種程序升溫的方式能夠更 有效地避免所述綠礬在干燥過程中出現(xiàn)的結垢、粘壁現(xiàn)象。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在將所述綠礬與一水硫酸亞鐵和/或無水硫 酸亞鐵的混合物干燥時，通入流動的空氣，這樣能夠更顯著地提高設備的處理能力并提高 綠礬脫除結晶水的效率，更具工業(yè)應用前景。
[0014] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【具體實施方式】
[0015] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0016] 本發(fā)明提供的脫除綠礬中結晶水的方法包括將綠礬與一水硫酸亞鐵和/或無水 硫酸亞鐵混合并干燥以脫除結晶水。
[0017] 本發(fā)明對所述綠礬的來源沒有特別地限定，從原料易得性以及有效解決硫酸法制 備鈦白粉副產(chǎn)綠礬所帶來的問題的角度出發(fā)，所述綠礬特別優(yōu)選為采用硫酸法制備鈦白粉 副產(chǎn)的綠礬。此外，由于采用硫酸法制備鈦白粉副產(chǎn)的綠礬中通常含有一定量的游離水，因 此，在將所述綠礬脫除結晶水之前，通常需要先將其中的游離水脫除。脫除游離水例如可以 在離心設備中進行。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，盡管只要在所述綠礬中加入一水硫酸亞鐵和/或無水硫酸亞鐵就能 夠很好地避免干燥設備的結垢、粘壁現(xiàn)象的發(fā)生，但為了更顯著地提高所述綠礬脫除結晶 水的效率，以100重量份的所述綠礬為基準，所述一水硫酸亞鐵和無水硫酸亞鐵的總用量 優(yōu)選為20-45重量份，更優(yōu)選為30-45重量份。需要說明的是，在干燥的過程中，當僅加入 一水硫酸亞鐵時，所述一水硫酸亞鐵和無水硫酸亞鐵的總用量是指一水硫酸亞鐵的用量； 當僅加入無水硫酸亞鐵時，所述一水硫酸亞鐵和無水硫酸亞鐵的總用量是指無水硫酸亞鐵 的用量；當同時加入一水硫酸亞鐵和無水硫酸亞鐵時，所述一水硫酸亞鐵和無水硫酸亞鐵 的總用量是指一水硫酸亞鐵的用量與無水硫酸亞鐵的用量之和。
[0019] 本發(fā)明對所述干燥的溫度沒有特別地限定，例如，所述干燥的溫度可以為 60-350°C。此外，本發(fā)明對所述干燥的方式也沒有特別地限定，只要能夠?qū)⑺鼍G礬中 的結晶水脫除，從而得到無水硫酸亞鐵即可，例如，可以先在低溫(如50-60°C )條件下將 綠礬中部分結晶水脫除，以轉(zhuǎn)變?yōu)橐凰蛩醽嗚F，然后再將溫度升高并在較高的溫度(如 300-350°C )下將一水硫酸亞鐵中的結晶水脫除，從而得到無水硫酸亞鐵。優(yōu)選地，所述干燥 的方式為先將綠礬與一水硫酸亞鐵和/或無水硫酸亞鐵的混合物在60-80°C下干燥1-5小 時，再將溫度升至100-150°C干燥1-5小時，然后再將溫度升至300-350°C干燥1-5小時，這 樣能夠更有效地避免結垢、粘壁現(xiàn)象的發(fā)生，并提高干燥效率。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，所述一水硫酸亞鐵和無水硫酸亞鐵均可以通過商購獲得。此外，所述 一水硫酸亞鐵還可以通過將適量的綠礬在50_60°C下緩慢干燥得到。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，為了縮短脫除結晶水的時間，提高干燥設備的處理能力，所述脫除綠 礬中結晶水的方法優(yōu)選還包括在將所述綠礬與一水硫酸亞鐵和/或無水硫酸亞鐵的混合 物干燥時，通入流動的空氣（即，從干燥設備的一端引入，并從另一端引出）。
[0022] 所述空氣可以為常溫下的空氣，也可以為經(jīng)過加熱后的熱空氣，優(yōu)選為熱空氣，這 樣能夠更有效地將脫除的結晶水帶走，從而縮短干燥時間并提高干燥設備的處理能力。其 中，所述空氣的溫度可以為20-350°C，優(yōu)選為30-KKTC。
[0023] 本發(fā)明對所述空氣的流量沒有特別地限定，通常來說，空氣的流量越大越有利于 干燥，但是也會相應增加通入空氣所需的能耗，因此，從各方面的因素綜合考慮，以lkg待 脫除結晶水的綠礬為基準，所述空氣的流量優(yōu)選為〇. l_5m3/h，更優(yōu)選為0. 5-3m3/h。
[0024] 以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0025] 以下實施例和對比例中，待脫除結晶水的綠礬均為采用硫酸法制備鈦白粉副產(chǎn)的 綠研!。
[0026] 實施例1
[0027] 該實施例用于說明本發(fā)明提供的脫除綠礬中結晶水的方法。
[0028] 將綠礬在離心機內(nèi)脫除游離水，然后置于溫度設定在50_60°C的鼓風烘箱內(nèi)鼓風 干燥8小時,得到一水硫酸亞鐵。
[0029] 將7重量份的待脫除結晶水的綠礬與3重量份的按照以上方法得到的一水硫酸亞 鐵混合均勻后加入回轉(zhuǎn)窯(購自北京卓川電子科技有限公司，型號為ZZ99-SHY- I )內(nèi)，回轉(zhuǎn) 窯內(nèi)連續(xù)通入溫度為30°C的空氣（以lkg待脫除結晶水的綠礬為基準，空氣的流量為lm3/ h)，并在60°C的溫度下干燥5小時，再將回轉(zhuǎn)窯的溫度升至120°C干燥2小時，然后再將回 轉(zhuǎn)窯的溫度升至300°C干燥5小時，得到無水硫酸亞鐵。結果表明，回轉(zhuǎn)窯中并未出現(xiàn)結垢、 粘壁現(xiàn)象，回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)能為12kg無水硫酸亞鐵/小時。
[0030] 實施例2
[0031] 該實施例用于說明本發(fā)明提供的脫除綠礬中結晶水的方法。
[0032] 將7重量份的待脫除結晶水的綠礬與2. 5重量份的無水硫酸亞鐵(按照實施例1 的方法制備得到)混合均勻后加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)連續(xù)通入溫度為350°C的空氣（以lkg 待脫除結晶水的綠礬為基準，空氣的流量為lm3/h)，并在80°C的溫度下干燥2小時，再將回 轉(zhuǎn)窯的溫度升至l〇〇°C干燥1小時，然后再將回轉(zhuǎn)窯的溫度升至350°C干燥1小時，得到無 水硫酸亞鐵。結果表明，回轉(zhuǎn)窯中并未出現(xiàn)結垢、粘壁現(xiàn)象，回轉(zhuǎn)窯的產(chǎn)能為14kg無水硫酸 亞鐵/小時。
[0033] 實施例3
[0034] 該實施例用于說明本發(fā)明提供的脫除綠礬中結晶水的方法。
[0035] 將綠礬在離心機內(nèi)脫除游離水，然后置于溫度設定在50_60°C的鼓風烘箱內(nèi)鼓風 干燥8小時,得到一水硫酸亞鐵。
[0036] 將7重量份的待脫除結晶水的綠礬與2. 75重量份的按照以上方法得到的一水硫 酸亞鐵混合均勻后加入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)連續(xù)通入溫度為150°C的空氣（以lkg待脫除結 晶水的綠礬為基準，空氣的流量為lm 3/h)，并在70°C的溫度下干燥2小時，再將回轉(zhuǎn)窯的溫
【權利要求】
1. 一種脫除綠礬中結晶水的方法，該方法包括將綠礬與一水硫酸亞鐵和/或無水硫酸 亞鐵混合并干燥以脫除結晶水。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，以100重量份的所述綠礬為基準，所述一水硫酸 亞鐵和無水硫酸亞鐵的總用量為20-45重量份。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，所述干燥的溫度為60-350°C。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，所述干燥的方式為先將綠礬與一水硫酸亞鐵和/ 或無水硫酸亞鐵的混合物在60-80°C下干燥1-5小時，再將溫度升至100-150°C干燥1-5小 時，然后再將溫度升至300-350°C干燥1-5小時。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，所述一水硫酸亞鐵通過將綠礬在50-60°C下 干燥得到。
6. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，該方法還包括在將所述綠礬與一水硫酸亞鐵 和/或無水硫酸亞鐵的混合物干燥時，通入流動的空氣。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述空氣的溫度為20-350°C。
8. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，以lkg待脫除結晶水的綠礬為基準，所述空氣的 流量為 0. l-5m3/h。
9. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述綠礬為采用硫酸法制備鈦白粉副產(chǎn)的綠礬。
【文檔編號】C01G49/14GK104058466SQ201310528768
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權日:2013年10月30日
【發(fā)明者】穆宏波, 穆天柱, 鄧斌, 趙三超, 閆蓓蕾, 朱福興, 彭衛(wèi)星 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司