专利名称：废弃硫酸亚铁的综合处理方法
技术领域：
本发明涉及一种废弃硫酸亚铁的综合处理方法，尤其是一种对钛白粉生产过程中所产副产物——硫酸亚铁进行综合处理，使之成为可用的含铁物料，以及化肥或工业原料的方法，属于废弃物资源综合回收利用技术领域。
背景技术：
在钛白粉生产过程中，每生产1吨钛白粉，将产生3 3. 2吨的七水硫酸亚铁 (FeSO4 · 7H20)。截止2009年，我国钛白粉实际产量达104万吨，则每年有312 332万吨的七水硫酸亚铁，这些七水硫酸亚铁虽有一部分可用作净水剂、肥料或饲料添加剂，但大部分仍然要大量堆积，甚至要倾倒到大海里去，不仅给环境环境造成污染，而且还浪费了其中的宝贵资源。因此，研究并发明一种既能经济、方便地处理这些硫酸亚铁，使其中的有用成份得到充分利用，不浪费资源，同时不会对环境造成污染的方法，则是根本解决硫酸法生产钛白粉所产副物——七水硫酸亚铁的有效途径，对实现废物利用以及环境保护将具有重要的现实意义。
发明内容
本发明正是为解决钛白粉生产过程所产副产物——七水硫酸亚铁的问题而提出的，不仅可获得含铁物质——铁红粉或铁矿粉，还可获得硫酸铵(NH4)2SO4,或者对硫酸铵 (NH4)2SO4做进一步处理，得到可作为水泥添加剂或建材产品的硫酸钙CaSO4,或者化工原料硫酸钠Na2S04，处理过程产生的氨气NH3可返回循环使用，不排污，还可获得干冰C02。本发明通过下列技术方案完成一种废弃硫酸亚铁的综合处理方法，其特征在于经过下列工艺步骤
A、将硫酸亚铁溶解于水中，得溶解液；
B、在步骤A的溶解液中，加入碳酸氢铵NH4HCO3或氨水NH4· 0H,加入量为下列摩尔比 FeSO4INH4HCO3 = 1 0. 5 3. 5 或者 FeSO4: NH4 · OH = 1 0. 5 3. 5，反应得到硫酸铵 (NH4) 2S04水溶液与氢氧化铁Fe (OH) 2沉淀物的混合物；
C、在步骤B的混合物中通入空气，直至混合物的溶液呈红棕色；
D、过滤步骤C的混合物，得滤渣和滤液，滤渣即为狗203，滤液即为(NH4)2S04溶液；
E、将步骤D的滤渣按常规进行干燥后，得含铁物质；
F、将步骤D的滤液(NH4)2SO4按常规蒸干后，得(NH4)2SO4； 或者
在步骤D的滤液(NH4) 2S04中，加入生石灰CaO或烧碱NaOH，加入量为下列摩尔比 (NH4)2SO4 CaO = 1 0. 5 2. 5 或(NH4)2SO4 NaOH = 1:0· 5 3. 5，反应生成氨气 NH3 和CaSO4或Na2SO4,反应产生的氨气NH3按常规用水吸收形成氨水后，返回步骤B中，生成的CaSO4按常规干燥后，即得石膏；或者生成的Na2SO4按常规干燥后，即得芒硝。所述步骤B的碳酸氢铵NH4HCO3或氨水NH4 · OH为市购产品。所述步骤F的生石灰CaO或烧碱NaOH为市购产品。本发明对硫酸亚铁中的狗元素和SO42+作了充分分析，并做了充分实验，得出利用碳酸氢铵(NH4HCO3)或氨水(NH4 · 0H)，将其中的!^e元素交换出来，得到纯度可达99%以上的含铁物，既可作为高档铁矿粉使用，也可作为铁红粉使用，同时可获得化肥及化工原料(NH4)2SO4,以完成第一次利用，其反应方程式如下
4FeS04 + 8NH4HC03+02 = 2Fe203 I + 4 (NH4) 2S04 + 4H20+8C02 个 4FeS04 + 8NH4 · 0H+02 = 2Fe203 I + 4 (NH4) 2S04 + 4H20
或者，再利用生石灰(CaO)或烧碱(NaOH)，将(NH4)2SO4中的NH4+离子交换出来，反应生成的氨气按常规用水吸收形成氨水后，返回步骤B中，形成循环利用，而生成的SO42+与生石灰(CaO)或烧碱(NaOH)反应后，又成为水泥添加剂或建材产品CaSO4,或者化工原料Na2SO4, 以完成第二次利用，其反应方程式如下
(NH4) 2S04 + Ca (OH) 2 = CaSO4 + 2ΝΗ3 + 2H20 (NH4) 2S04 + 2Na0H = Na2SO4 + 2NH3 丨 + 2H20
同时第二次利用过程中产生的氨气NH3,按常规用水吸收形成氨水后，返回步骤B中，形成循环利用。本发明具有下列优点和效果采用上述方案，可使钛白粉生产过程中所产副产物——硫酸亚铁全部得到回收利用，获得纯度达99%以上的含铁物，同时可获得化肥及化工原料(NH4)2SO4,进一步地再利用生石灰(CaO)或烧碱(NaOH)处理(NH4)2S04后，反应产生的氨气NH3按常规用水吸收形成氨水后，返回步骤中循环使用，生成的CaSO4按常规干燥后， 即得石膏；或者生成的Na2SO4按常规干燥后，即得芒硝；还可获得干冰C02。不仅工艺简单、 适用，化学反应彻底，而且不排放任何废弃物，不污染环境。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述。实施例1
A、将钛白粉生产过程中所产副产物——硫酸亚铁溶解于水中，得溶解液；
B、在步骤A的溶解液中，加入市购的碳酸氢铵NH4HCO3,加入量为下列摩尔比 FeSO4 NH4HCO3 = 1 0.5，反应得到硫酸铵(NH4) 2S04水溶液与氢氧化铁!^e (OH) 2沉淀物的混合物，同时按常规回收CO2得干冰；
C、在步骤B的混合物中通入空气，直至混合物的溶液呈红棕色；
D、过滤步骤C的混合物，得滤渣和滤液，滤渣即为狗203，滤液即为(NH4)2S04溶液；
E、将步骤D的滤渣按常规进行干燥后，得含铁物质；
F、将步骤D的滤液(NH4)2SO4按常规蒸干后，得(NH4)2S04。实施例2
A、将钛白粉生产过程中所产副产物——硫酸亚铁溶解于水中，得溶解液；
B、在步骤A的溶解液中，加入市购的碳酸氢铵NH4HCO3,加入量为下列摩尔比 FeSO4 NH4HCO3 = 1 3.5，反应得到硫酸铵(NH4) 2S04水溶液与氢氧化铁!^e (OH) 2沉淀物的混合物，同时按常规回收CO2得干冰；
C、在步骤B的混合物中通入空气，直至混合物的溶液呈红棕色；
D、过滤步骤C的混合物，得滤渣和滤液，滤渣即为狗203，滤液即为(NH4)2S04溶液；
E、将步骤D的滤渣按常规进行干燥后，得含铁物质；
F、在步骤D的滤液(NH4)2SO4中，加入市购的生石灰CaO，加入量为下列摩尔比 (NH4)2SO4 CaO = 1 0. 5，反应生成氨气(NH3)和CaSO4,反应产生的氨气NH3按常规用水吸收形成氨水后，返回步骤B中，生成的CaSO4按常规干燥后，即得石膏。实施例3
A、将钛白粉生产过程中所产副产物——硫酸亚铁溶解于水中，得溶解液；
B、在步骤A的溶解液中，加入市购的氨水NH4· 0H，加入量为下列摩尔比FeSO4: NH4 · OH = 1 1，反应得到硫酸铵(NH4) 2S04水溶液与氢氧化铁！^ (OH) 2沉淀物的混合物；
C、在步骤B的混合物中通入空气，直至混合物的溶液呈红棕色；
D、过滤步骤C的混合物，得滤渣和滤液，滤渣即为狗203，滤液即为(NH4)2S04溶液；
E、将步骤D的滤渣按常规进行干燥后，得含铁物质；
F、在步骤D的滤液(NH4)2S04中，加入市购的烧碱NaOH，加入量为下列摩尔比(NH4) 2S04 NaOH = 1: 3.5,反应生成氨气(NH3)和Na2SO4,反应产生的氨气NH3按常规用水吸收形成氨水后，返回步骤B中，生成的Na2SO4按常规干燥后，即得芒硝。实施例4
A、将钛白粉生产过程中所产副产物——硫酸亚铁溶解于水中，得溶解液；
B、在步骤A的溶解液中，加入市购的氨水NH4· 0H，加入量为下列摩尔比FeSO4: NH4 · OH = 1 2，反应得到硫酸铵(NH4) 2S04水溶液与氢氧化铁！^ (OH) 2沉淀物的混合物；
C、在步骤B的混合物中通入空气，直至混合物的溶液呈红棕色；
D、过滤步骤C的混合物，得滤渣和滤液，滤渣即为狗203，滤液即为(NH4)2S04溶液；
E、将步骤D的滤渣按常规进行干燥后，得含铁物质；
F、将步骤D的滤液(NH4)2SO4按常规蒸干后，得(NH4)2S04。实施例5
A、将钛白粉生产过程中所产副产物——硫酸亚铁溶解于水中，得溶解液；
B、在步骤A的溶解液中，加入市购的碳酸氢铵NH4HCO3,加入量为下列摩尔比 FeSO4INH4HCO3 = 1: 1. 5，反应得到硫酸铵(NH4) 2S04水溶液与氢氧化铁！^ (OH) 2沉淀物的混合物，同时按常规回收CO2得干冰；
C、在步骤B的混合物中通入空气，直至混合物的溶液呈红棕色；
D、过滤步骤C的混合物，得滤渣和滤液，滤渣即为狗203，滤液即为(NH4)2S04溶液；
E、将步骤D的滤渣按常规进行干燥后，得含铁物质；
F、在步骤D的滤液(NH4)2SO4中，加入市购的生石灰CaO，加入量为下列摩尔比 (NH4)2SO4 CaO = 1 1，反应生成氨气(NH3)和CaSO4,反应产生的氨气NH3按常规用水吸收形成氨水后，返回步骤B中，生成的CaSO4按常规干燥后，即得石膏。
权利要求
1. 一种废弃硫酸亚铁的综合处理方法，其特征在于经过下列工艺步骤A、将硫酸亚铁溶解于水中，得溶解液；B、在步骤A的溶解液中，加入碳酸氢铵NH4HCO3或氨水NH4· 0H，加入量为下列摩尔比 FeSO4INH4HCO3 = 1 0. 5 3. 5 或者 FeSO4 NH4 · OH = 1 0. 5 3. 5，反应得到硫酸铵 (NH4) 2S04水溶液与氢氧化铁Fe (OH) 2沉淀物的混合物；C、在步骤B的混合物中通入空气，直至混合物的溶液呈红棕色；D、过滤步骤C的混合物，得滤渣和滤液，滤渣即为狗203，滤液即为(NH4)2S04溶液；E、将步骤D的滤渣按常规进行干燥后，得含铁物质；F、将步骤D的滤液(NH4)2SO4按常规蒸干后，得(NH4)2SO4； 或者在步骤D的滤液(NH4) 2S04中，加入生石灰CaO或烧碱NaOH，加入量为下列摩尔比 (NH4) 2S04 CaO = 1 0. 5 2. 5 或(NH4) 2S04 NaOH = 1 0. 5 3. 5，反应生成氨气 NH3 和CaSO4或Na2SO4,反应产生的氨气NH3按常规用水吸收形成氨水后，返回步骤B中，生成的 CaSO4按常规干燥后，即得石膏；或者生成的Na2SO4按常规干燥后，即得芒硝。
全文摘要
本发明提供一种废弃硫酸亚铁的综合处理方法，它将硫酸亚铁溶解于水中，加入碳酸氢铵或氨水，得到硫酸铵水溶液与氢氧化铁沉淀物的混合物，在混合物中通入空气，直至混合物的溶液呈红棕色，过滤得Fe2O3滤渣和(NH4)2SO4滤液；进一步在滤液中加入生石灰或烧碱，得石膏或芒硝，产生的氨气NH3按常规用水吸收形成氨水后返回循环使用。可使钛白粉生产过程中所产副产物——硫酸亚铁全部得到回收利用，获得纯度达99%以上的含铁物,还可获得干冰CO2。不仅工艺简单、适用，化学反应彻底，而且不排放任何废弃物，不污染环境。
文档编号C01C1/244GK102432073SQ20111030265
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者余钟泉 申请人:余钟泉