一水硫酸亚铁生产方法及装置与流程

1.本发明涉及废料回收处理技术及设备制造领域，具体是一水硫酸亚铁生产方法及装置。


背景技术：

2.七水硫酸亚铁是硫酸法生产金属氧化物如钛白粉的副产品，只能用于水处理，做凝絮剂，沉淀剂等，价值不高；如果将其转变为一水硫酸亚铁，则价值倍增，可作为饲料中铁的补充剂，可用于制铁盐、氧化铁颜料、媒染剂、净水剂、防腐剂、消毒剂等。
3.传统的一水硫酸亚铁湿法生产工艺是：将七水硫酸亚铁固体投入打浆槽，在打浆槽用蒸汽进行加热打浆溶解，在溶解过程中加入少量25％的稀硫酸调整打浆料酸度，然后加入少量的铁粉；接着，使用水泵将溶解的硫酸亚铁溶液，送至湿法转晶槽进行加热，将水分蒸发，硫酸亚铁溶液在湿法转晶槽中，逐渐脱水转变成灰白色的一水硫酸亚铁晶体，待转晶槽中的硫酸亚铁溶液全部转变成灰白色时，用吊篮式离心机将转变好的液体进行固液分离。经过固液分离后的硫酸亚铁母液，一部分返回打浆槽重复使用，其余的硫酸亚铁母液，送至冷却槽进行冷却，再通过吊篮式离心机回收一水硫酸亚铁晶体，余下的硫酸亚铁冷却液，送至污水处理站进行中和处理。
4.上述传统的湿法生产一水硫酸亚铁存在的问题是：1.七水硫酸亚铁只有部份转化成一水硫酸亚铁，其余的倒掉作废，既浪费了资源，又增加了污水处理成本；2.每批生产中，固液分离后的部分高温硫酸亚铁母液，需要冷却回收一水硫酸亚铁晶体，白白浪费了大量热源，而且这部份热源比例很大，这就是一水亚铁生产成本居高不下的根本原因。
5.以上传统技术设备投资大，运行效率低，生产成本高，急需改进提高。


技术实现要素：

6.为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一水硫酸亚铁生产方法及装置。
7.本发明使用的技术方案如下：一水硫酸亚铁生产方法，包括如下步骤：1）溶解
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使用水蒸汽溶解七水硫酸亚铁固体，使之成为硫酸亚铁溶液；2）真空蒸发
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对硫酸亚铁溶液进行真空蒸发，硫酸亚铁溶液逐步浓缩；3）加热
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真空蒸发出来的水蒸汽热量，经过换热，用于加热硫酸亚铁溶液；4）析出晶体
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硫酸亚铁溶液温度升高，真空蒸发更多水蒸汽，硫酸亚铁溶液进一步浓缩，析出一水硫酸亚铁晶体；5）固液分离
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分离出一水硫酸亚铁晶体，余下硫酸亚铁母液，回流步骤1）的硫酸亚铁溶液之中；6）再加料
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将七水硫酸亚铁固体和水蒸汽，加入硫酸亚铁母液中，使之溶解为硫酸
亚铁溶液，进入步骤1），开始下一个循环。
8.一水硫酸亚铁生产装置，包括转晶槽，转晶槽内部设有搅拌机，转晶槽上部设有七水硫酸亚铁固体和水蒸汽进口，转晶槽配套设置冷凝器、蒸汽压缩机和固液分离机。
9.进一步，冷凝器的冷却介质出入口，分别连通转晶槽中部和底部；蒸汽压缩机入口连通转晶槽上部，蒸汽压缩机出口和待补充蒸汽，连接冷凝器入口，冷凝器出口连接调压阀，调压阀向外排出冷凝水；固液分离机进口连通转晶槽底部，固液分离机的硫酸亚铁母液出口，连通转晶槽中部，固液分离机另一出口，排出一水硫酸亚铁晶体。
10.进一步，冷凝器的冷却介质出口，连通转晶槽中部，冷凝器冷却介质入口，连通固液分离机的硫酸亚铁母液出口；固液分离机的进口连通转晶槽底部，固液分离机的硫酸亚铁母液出口，连接冷凝器冷却介质入口，固液分离机另一出口，排出一水硫酸亚铁晶体。
11.蒸汽压缩机入口连通转晶槽上部，蒸汽压缩机出口和待补充蒸汽，连接冷凝器入口，冷凝器出口连接调压阀，调压阀向外排出冷凝水。
12.本发明的有益效果是：1）转晶槽配套蒸汽压缩机，抽吸转晶槽中的水蒸汽，转晶槽内部形成真空状态，加速水蒸汽蒸发；并将水蒸汽压缩成高温高压水蒸汽，方便回收热量；2）配套冷凝器，回收蒸汽压缩机的高温高压水蒸汽的热量，用于循环加热转晶槽中的硫酸亚铁溶液，使之升温，减少能源消耗；3）配套固液分离机，及时将一水硫酸亚铁晶体排出转晶槽，硫酸亚铁母液回流转晶槽，继续投料生产，杜绝原材料浪费，消灭废料排放，节省原材料成本；4）本发明转晶槽配套蒸汽压缩机、冷凝器和固液分离机，既节能又减排，大大降低了一水硫酸亚铁晶体生产成本，具有推广价值。
附图说明
13.图1一水硫酸亚铁生产装置示意图。
14.图2一水硫酸亚铁生产装置示意图之二。
15.图3一水硫酸亚铁生产装置示意图之三。
16.图中1
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转晶槽，2
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冷凝器，3
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固液分离机，4
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蒸汽压缩机，5
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七水硫酸亚铁固体，6
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一水硫酸亚铁晶体，7
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待补充蒸汽，8
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冷凝水，9
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搅拌机，10
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调压阀，11
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过滤机，12
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溶解槽，图中箭头为水、蒸汽、溶液、原材料和成品的流动方向。
具体实施方式
17.图1一水硫酸亚铁生产装置示意图，包括转晶槽，转晶槽内部设有搅拌机，转晶槽上部设有七水硫酸亚铁固体和水蒸汽进口，转晶槽配套设置冷凝器、蒸汽压缩机和固液分离机。
18.冷凝器的冷却介质出入口，分别连通转晶槽中部和底部；蒸汽压缩机入口连通转晶槽上部，蒸汽压缩机出口和待补充蒸汽，连接冷凝器入口，冷凝器出口连接调压阀，调压阀向外排出冷凝水；固液分离机进口连通转晶槽底部，固液分离机的硫酸亚铁母液出口，连
通转晶槽中部，固液分离机另一出口，排出一水硫酸亚铁晶体。
19.进一步改进，冷凝器的冷却介质出口，连通转晶槽中部，冷凝器冷却介质入口，连通固液分离机的硫酸亚铁母液出口；固液分离机的进口连通转晶槽底部，固液分离机的硫酸亚铁母液出口，连接冷凝器冷却介质入口，固液分离机另一出口，排出一水硫酸亚铁晶体。
20.蒸汽压缩机入口连通转晶槽上部，蒸汽压缩机出口和待补充蒸汽，连接冷凝器入口，冷凝器出口连接调压阀，调压阀向外排出冷凝水，参见图2一水硫酸亚铁生产装置示意图之二。
21.图3一水硫酸亚铁生产装置示意图之三，为大规模生产装置示意图，增加了溶解槽，专门用于七水硫酸亚铁固体的溶解，原有的转晶槽则专门用于一水硫酸亚铁结晶，两者分工合作，改变了图1、图2的溶解、结晶交替式生产，成为流水线生产，溶解、结晶同时进行，产量大，质量好，效率高。
22.转晶槽为密封的罐体，内部设置搅拌机，可加速七水硫酸亚铁固体的溶解，七水硫酸亚铁固体溶于水，50℃时溶解度为48.6g/100ml水，即水或水蒸汽只须加热至50℃以上即可；当温度升高至65℃以上时，硫酸亚铁溶液开始结晶析出一水硫酸亚铁晶体。
23.转晶槽的温度可设定在75
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115℃之间，以105℃左右为最佳。
24.固液分离机的作用是将一水硫酸亚铁结晶，从硫酸亚铁溶液中分离，并排出；固液分离机间断式工作，当一水硫酸亚铁结晶足够多时开启，可设置成定时启停工作，无须持续开机。
25.蒸汽压缩机的作用，一是抽吸转晶槽中的水蒸汽，使转晶槽内部形成真空状态，加速水蒸汽蒸发，二是压缩水蒸汽，使之成为高温高压水蒸汽，为进入冷凝器换热打好基础。
26.冷凝器的作用是将蒸汽压缩机输出的高温高压水蒸汽的热量，转换给从冷却介质入口进来的硫酸亚铁溶液，即加热硫酸亚铁溶液，加速转晶槽内部水蒸汽蒸发。高温高压水蒸汽放热后，成为冷凝水排出冷凝器，调压阀根据冷凝水的数量调节开度。调压阀可调节蒸汽压缩机的出口压力，控制高温高压水蒸汽的蒸汽压。
27.本发明工作过程：1）溶解：将水蒸汽通入转晶槽中，温度为50℃以上，边搅拌边均匀加入七水硫酸亚铁固体，使之成为硫酸亚铁溶液；2）真空蒸发：打开蒸汽压缩机，蒸汽压缩机抽吸转晶槽中的水蒸汽，转晶槽内部形成真空状态，加速水蒸汽蒸发；3）加热：打开冷凝器，输入来自蒸汽压缩机的高温高压水蒸汽，硫酸亚铁溶液则从冷却介质入口进入，高温高压水蒸汽的热量，经过冷凝器换热，加热硫酸亚铁溶液，加热后的硫酸亚铁溶液，从冷却介质出口返回转晶槽；高温高压水蒸汽放热变成冷凝水排出冷凝器；4）析出晶体：转晶槽中的硫酸亚铁溶液温度升高至65℃，更多水蒸汽蒸发，硫酸亚铁溶液进一步浓缩，析出一水硫酸亚铁晶体；5）固液分离：定时开启固液分离机，分离出一水硫酸亚铁晶体，余下硫酸亚铁母液，回流转晶槽之中；6）再加料：将七水硫酸亚铁固体和适量水蒸汽，加入转晶槽中，使之溶解为硫酸亚
铁溶液，开始下一个循环。
28.当产能较大时，可连续补充七水硫酸亚铁固体，连续进行一水硫酸亚铁晶体的固液分离，提高生产效率。