专利名称：钛白粉副产物硫酸亚铁的精制工艺的制作方法
技术领域：
本发明属钛及其化合物的处理，具体涉及一种钛白粉副产物硫酸亚铁的精制提纯工艺。
钛白粉生产过程的副产物硫酸亚铁，其杂质含量在25-10%之间，其中大部分为钛及其化合物、游离酸、水等。硫酸亚铁又是生产磁粉、高纯氧化铁的原材料。由于磁粉、氧化铁对原料的纯度要求很高。因此钛白粉副产物硫酸亚铁需经精制提纯。已知技术中，如武汉824厂酸浸净化工艺，除钛结果为161PPm，其它杂质的去除率也不理想，而且回收率低。再如日本帝国化工株式会社提出的净化钛白粉硫酸亚铁的工艺流程，即在硫酸亚铁溶液中，加碱使钛水解析出，其工艺需经数十次反复精制提纯。
本发明的目的在于提供一种工艺简单，提纯效果显著，变废为宝的钛白粉副产物硫酸亚铁的精制工艺。
本发明的构思基于这样的原理。利用Tl4+容易水解而生成不溶性钛化合物的机理，在一定温度条件下，水解析出不溶性钛化合物，同时加入适量洁净的还原铁粉以还原其中的Fe3+和置换出部分金属粒子，如Pb2+，Cu2+，Nl2+等。随着铁粉消耗掉溶液里H+离子，PH值升高，升至一定值时，终止反应。再加入处理剂进行沉降、过滤。
本发明采取如下技术方案。
精制工艺按下列步骤顺次进行。
将钛白粉副产物硫酸亚铁，热水、按0.8(kg)∶1(L)的比例依次加入反应罐升温搅拌溶解，加入还原铁粉，继续加热至55-80℃，保持温度2-3小时，此时，溶液主要发生下列反应
硫酸的消耗使PH值升高，到PH值恒定不变时约半小时，冷却溶液，终止反应。
按溶重的0.01-0.05%加入1%的絮凝剂溶液搅拌2-5分钟后，沉降过滤即得淡蓝色或蓝绿色透明硫酸亚铁溶液，该溶液即可直接用于磁粉及高纯氧化铁生产。若将溶液冷却结晶，过滤分离，可得硫酸亚铁晶体，母液可循环使用，所得的FeSo4晶体用于医药、化学试剂等领域。
本发明工艺过程简单，提纯效果极佳，对比试验检测数据如下NO Fe% Ti Zn Mg Ca Mn Si P Al(ug/g)Y-0 19.06 4359 42.3 33.2 219.5 1498 0.5 987.1 0.3Y-1 18.77 3.7 13.5 35.6 453.6 494 4.3 690.2 0.9Y-5 18.93 161 35.3 31.8 392.2 1151 1.1 791.8 84.4Y-6 19.02 8277 6.9 0.5 89.3 75 5.1 800.3 0.7NO Ti Zn Mg Ca Mn Si P Al Cu Cr(ug/ml)Y-2 0.3 23.1 22.4 204.1 496.3 0.2 136.9 5.9 4.4 7.7Y-3 0.3 22.7 15.7 142.1 473.6Y-4 0.5 21.8 7.9 59.8 453.4 0.1 147.4 6.2其中，Y-O为钛白粉副产物硫酸亚铁杂质含量分布;Y-1为精制结晶硫酸亚铁;Y-2、Y-3、Y-4为采用本工艺精制硫酸亚铁溶液杂质含量分布;Y-5为试得824厂酸浸净化工艺制得硫酸亚铁杂质含量分布;
从检定结果看出，钛杂质去除效果可达到0.9Pm和3.9PPm(以20%Fe计)。其它杂质含量也明显降低，制得品不但以满足磁粉的高纯氧化铁的生产，也可用于医药等领域的要求。
工艺整体投资少，损耗低，变废为宝，具有明显的社会效益和经济效益。
以下结合实施例对本发明的方案作进一步描述。
以钛白粉副产物硫酸亚铁、热水、按1(kg)∶1.25(1)的比例依次加入溶器升温搅拌溶解。其中浓硫酸浓度为98%(分析纯)。加入Fe大于95%，不溶物小于0.2%，粒度小于0.06mm的还原铁粉K，加热到55-80°，最好为60-75℃，保温约2-3小时，到PH值恒定不变时冷却。按硫酸亚铁总重的0.01-0.05%加入1%的絮凝剂，例如聚丙酰酰胺搅拌2-3分钟，进行沉降、过滤即得硫酸亚铁溶液。或将溶液冷却结晶，过滤分离，制得硫酸亚铁晶体。
权利要求
1.一种钛白粉副产物硫酸亚铁的精制工艺，其特征是精制工艺按以下步骤依次进行a、将钛白粉副产物热水、硫酸亚铁按1∶1.25(L)的比例依次加入容器升温搅拌溶解；加入浓硫酸，其加入量视溶液的PH值而定，一般控制在2.0左右。b、以硫酸亚铁重量的0.5-1%加入还原铁粉，加热到55-80℃，保持温度2-3小时，到PH值恒定不变时，冷却；c1、按硫酸亚铁总重的0.01-0.05%加入1%的絮凝剂搅拌2-5%分钟，进行沉降、过滤即得硫酸亚铁溶液；或c2将溶液冷却结晶，过滤分离，制得硫酸亚铁晶体。
2.如权利要求1所述的钛白粉副产物硫酸亚铁的精制工艺，其特征是反应过程加入的浓硫酸浓度为98%(分析纯)。
3.如权利要求1所述的钛白粉副产物硫酸亚铁的精制工艺，其特征是反应过程中加入的还原铁粉的规格为(化学纯)Fe大于95%，不溶物小于0.2%，粒度小于0.06mm。
4.如权利要求1所述的钛白粉副产物硫酸亚铁的精制工艺，其特征是加入的絮凝剂可以为聚丙烯酰胺。
5.如权利要求1、2、3或4所述的铸白粉副产物硫酸亚铁的精制工艺，其特征是钛白粉副产物硫酸亚铁的杂质含量可达25%-10%。
全文摘要
一种钛白粉副产物硫酸亚铁精制工艺，采用水解、还原、絮凝等步骤。制得品纯度可达99％以上，而钛含量仅为3.9ppm(以20％Fe计)，其它各种金属或非金属及其化合物也显著降低。工艺流程简单实用，相比国内外同类技术具有明显效果。制得产品可直接用于制造磁粉和高纯度氧化铁及医药、化学领域。
文档编号C01B17/96GK1104999SQ9410589
公开日1995年7月12日 申请日期1994年6月1日 优先权日1994年6月1日
发明者王汉栋, 王学钦, 张永宏, 赵建国, 余武, 贾金平 申请人:山西省阳泉市磁粉工程筹建处