專利名稱：一種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開ー種采用七水硫酸亞鐵制備超細(xì)氧化鐵的エ藝，屬于一般顔料化學(xué)品制備エ藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國是氧化鐵紅系列顏料的生產(chǎn)大國，2011年國內(nèi)氧化鐵紅系列顏料的產(chǎn)量超過了 80萬噸。目前國內(nèi)的氧化鐵紅制備一般以鐵皮或鐵屑為原料，采用濕法氧化工藝制備。顏料性能比較好的鐵紅一般是采用七水硫酸亞鐵為原料制備，采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅系列顔料需要對(duì)七水硫酸亞鐵進(jìn)行溶解精制處理后、采用氨水中和制備，過程有大量的硫酸鈣固體廢料產(chǎn)生，同時(shí)需要消耗大量的蒸汽，制備成本偏高，沒有形成氧化鐵系列顏 料生產(chǎn)的主流，一般用于超細(xì)氧化鐵紅的制備。中國也是副產(chǎn)七水硫酸亞鐵的大國，鈦白行業(yè)每年形成的七水硫酸亞鐵副產(chǎn)就超過400萬噸，加上鋼鐵行業(yè)酸洗形成的七水硫酸亞鐵，數(shù)量更多。七水硫酸亞鐵的長期堆放會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成影響，用于生產(chǎn)聚合硫酸鐵、或者濕法制備超細(xì)氧化鐵紅僅只能消耗少量的七水硫酸亞鐵，大量的七水硫酸亞鐵難于消化。近年來消化七水硫酸亞鐵的エ藝技術(shù)主要有I、與硫鐵礦混合焙燒生產(chǎn)硫酸與鐵精粉；將七水硫酸亞鐵與硫鐵礦混合焙燒，用于制備硫酸與高含鐵量的燒渣即鐵精粉，由于硫酸價(jià)格與鐵精粉價(jià)格的低廉，七水硫酸亞鐵的附加值提高不是十分顯著。七水硫酸亞鐵的慘混比例一般沒有超過硫鐵礦用量的20%。2、七水硫酸亞鐵直接分解制備氧化鐵紅產(chǎn)品；采用七水硫酸亞鐵直接煅燒，硫酸亞鐵的分解不夠完全，需要將煅燒后的產(chǎn)物加入水中，溶解未分解的硫酸亞鐵，得到的氧化鐵紅再過濾分離，干燥。該エ藝復(fù)雜，產(chǎn)品品質(zhì)差，未能實(shí)現(xiàn)大工業(yè)化生產(chǎn)。3、采用還原煅燒法在七水硫酸亞鐵直接煅燒的基礎(chǔ)上，加入還原劑如硫磺、焦煤、煤氣后天然氣等輔助原料，將體系中的三氧化鐵還原成ニ氧化硫，提高七水硫酸亞鐵的熱分解率，煅燒后的產(chǎn)品直接包裝。該エ藝生產(chǎn)出來的產(chǎn)品依舊存在產(chǎn)品顏料性能差，可溶性鹽含量偏高的問題，也未規(guī)?；I(yè)化生產(chǎn)。能將國內(nèi)大量的七水硫酸亞鐵固體廢料，以簡單、有效、廉價(jià)的エ藝技術(shù)，制備出顔料性能較好的氧化鐵紅產(chǎn)品，形成七水硫酸亞鐵與氧化鐵系列顔料的廉價(jià)原理與產(chǎn)品的對(duì)接，對(duì)七水硫酸亞鐵的深度資源化綜合利用與氧化鐵行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的エ藝。本發(fā)明以七水硫酸亞鐵固體廢料為原料，開辟新的氧化鐵紅制備エ藝技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)七水硫酸亞鐵的深度資源化綜合利用與提高氧化鐵紅的顔料性能。本發(fā)明是采用七水硫酸亞鐵為原料，將七水亞鐵濃縮，制備一水硫酸亞鐵；ー水硫酸亞鐵經(jīng)超細(xì)化研磨處理，在高溫沸騰爐中和硫磺混合焙燒處理后得到的氧化鐵粉體，經(jīng)過二次煅燒，得到氧化鐵紅產(chǎn)品，將氧化鐵紅產(chǎn)品的品質(zhì)顯著提高。具體エ藝過程包括以下步驟本發(fā)明ー種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的エ藝，包括以下步驟第一歩一水硫酸亞鐵的制備采用七水硫酸亞鐵為原料，通過加熱濃縮，除去結(jié)晶水，制備得到一水硫酸亞鐵；將所述一水硫酸亞鐵研磨粉碎，得到一水硫酸亞鐵粉體；第二歩一水硫酸亞鐵的焙燒；
將一水硫酸亞鐵粉體與硫磺加入焙燒沸騰爐中，在800°C -1000°C進(jìn)行高溫焙燒處理，得到含有氧化亞鐵的氧化鐵粉體與ニ氧化硫的固氣混合高溫爐氣；焙燒沸騰爐中通入溫度為550-800°C的高溫空氣作為氧化劑及沸騰介質(zhì)；硫磺的用量為一水硫酸亞鐵粉體質(zhì)量的O. 25-0. 35倍；第三歩固氣分離高溫爐氣降溫至200°C -450°C后依次進(jìn)入旋風(fēng)分離器、布袋除塵器，得到含有氧化亞鐵的氧化鐵的固體粉末及含有ニ氧化硫的尾氣；所述尾氣采用常規(guī)エ藝技術(shù)生產(chǎn)硫酸或亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉產(chǎn)品； 第四步固體粉末的二次煅燒；將第三步得到的固體粉末于500-900°C，進(jìn)行二次煅燒，將固體粉末中的氧化亞鐵氧化成三氧化ニ鐵，得到氧化鐵紅產(chǎn)品；氧化介質(zhì)為體積濃度大于90%的富氧。本發(fā)明ー種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的エ藝中，所述七水硫酸亞鐵采用單效或多效蒸發(fā)器加熱濃縮，得到一水硫酸亞鐵。本發(fā)明ー種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的エ藝中，所述一水硫酸亞鐵粉體的平均粒度小于等于10微米。本發(fā)明ー種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的エ藝第二步中，所述一水硫酸亞鐵的焙燒エ序，出爐的高溫爐氣中氧氣體積含量控制在O. 05%-0. 2% ;高溫爐氣中二氧化硫的干基體積含量大于30%。本發(fā)明ー種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的エ藝第二步中，所述一水硫酸亞鐵的焙燒エ序，高溫空氣的加入量由焙燒后的爐氣中氧氣體積含量確定，當(dāng)爐氣中氧氣體積含量超過O. 2%，則減少空氣用量；當(dāng)爐氣中氧氣體積含量低于O. 05%，則增大空氣的用量。本發(fā)明一種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的エ藝第四步中，所述固體粉末的ニ次煅燒エ序，按每噸固體粉末添加20-80標(biāo)準(zhǔn)立方米的氧氣。本發(fā)明ー種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的エ藝中，從焙燒沸騰爐出來的高溫爐氣進(jìn)入高溫?fù)Q熱器，將空氣預(yù)熱至550°C以上，作為焙燒沸騰爐中的氧化劑及沸騰介質(zhì)。本發(fā)明的エ藝技術(shù)參數(shù)確定I、一水硫酸亞鐵的制備；以七水硫酸亞鐵為原料，采用蒸汽濃縮，制備一水硫酸亞鐵結(jié)晶。設(shè)計(jì)要求原料七水硫酸亞鐵中七水硫酸亞鐵的含量大于90% ;七水硫酸亞鐵的濃縮采用多效蒸發(fā)濃縮為宜，濃縮后離心分離的溫度環(huán)境大于80°C。第二步一水硫酸亞鐵的超細(xì)化處理；將一水硫酸亞鐵研磨粉碎，得到超細(xì)的一水硫酸亞鐵粉體。設(shè)計(jì)要求出研磨器研磨后的一水硫酸亞鐵晶體粒度低于50微米。第三步一水硫酸亞鐵的焙燒；將一水硫酸亞鐵與硫磺加入焙燒沸騰爐中，進(jìn)行高溫焙燒處理，得到超細(xì)的含有氧化亞鐵的氧化鐵粉體與ニ氧化硫爐氣。設(shè)計(jì)要求入爐的空氣預(yù)熱處理，沸騰爐層的焙燒溫度控制在800°C -IOOO0C的溫度范圍；沸騰爐爐氣出ロ中氧的體積含量低于O. 2%，處于缺氧焙燒狀態(tài)。第四步高溫爐氣的余熱回收；
從焙燒沸騰爐出來的高溫爐氣進(jìn)入高溫?fù)Q熱器，將入爐前參與反應(yīng)的空氣加熱處理。設(shè)計(jì)要求加熱后的爐前空氣溫度高于550°C，出高溫加熱器的爐氣溫度低于450°C。第五步粉塵分離從換熱器器出來的爐氣依次進(jìn)入旋風(fēng)分離器、布袋除塵器，將焙燒產(chǎn)生的超細(xì)粉體分離。設(shè)計(jì)要求旋風(fēng)分離的分離粉塵的分離率大于90%，出不布袋除塵器的粉塵分離利率大于99%。進(jìn)入布袋除塵器的爐氣溫度低于280°C。第六步爐氣的回收利用；從布袋除塵器出來的含有ニ氧化硫的爐氣去采用經(jīng)典的エ藝技術(shù)生產(chǎn)硫酸或采用經(jīng)典的エ藝技術(shù)生產(chǎn)亞硫酸鈉或焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉產(chǎn)品。第七步超細(xì)粉塵的二次煅燒；從旋風(fēng)分離除塵與布袋除塵器出來的超細(xì)粉體中含有一定量的亞鐵，需要進(jìn)入回轉(zhuǎn)爐進(jìn)行二次煅燒，將粉體中的亞鐵氧化成三價(jià)鐵，形成氧化鐵紅產(chǎn)品。煅燒溫度要求低于900°C，出爐氧化鐵紅粉體中的亞鐵含量低于O. 1%，超細(xì)氧化鐵紅的粒徑低于I微米。本發(fā)明的技術(shù)原理在硫酸亞鐵受熱分解制備氧化鐵紅的過程中，分解環(huán)境中三氧化硫的濃度會(huì)影響硫酸亞鐵的分解率，必須加入還原劑如單質(zhì)硫、硫鐵礦等物質(zhì)還原，同時(shí)在缺氧的環(huán)境中焙燒，提高硫酸亞鐵的分解率。還原劑的加入與缺氧的煅燒環(huán)境，會(huì)使得分解后形成的氧化鐵中含有部分的氧化亞鐵，需要對(duì)分解后形成的氧化鐵粉體進(jìn)行二次煅燒處理，將粉體中的亞鐵氧化，形成色相純真的氧化鐵紅顏料粉體粒子。硫酸亞鐵分解過程中形成的氧化鐵粉體粒子的粗細(xì)直接影響著最后的氧化鐵紅產(chǎn)品的顔料性能粒子越粗、氧化鐵紅的顏料性能越差；粒子越細(xì)、氧化鐵紅的顔料性能越好。硫酸亞鐵分解過程形成的氧化鐵粉體粒子的粗細(xì)與受熱分解的速度以及原始的硫酸亞鐵的粒徑有關(guān)硫酸亞鐵的受熱分解的速度越快，形成的粉體就越細(xì)，硫酸亞鐵分解前的原始粒徑越細(xì)，分解后形成的粉體粒徑越小。制備可以通過對(duì)分解前的硫酸亞鐵晶體進(jìn)行超細(xì)化處理，制備超細(xì)的硫酸亞鐵粉體粒子，來降低分解后形成的分離粒度。與回轉(zhuǎn)窯相比，高溫沸騰爐為快速傳熱創(chuàng)造了有力的環(huán)境，制備可以通過高溫沸騰爐，讓超細(xì)的水硫酸亞鐵粒子在沸騰爐中快速升溫與受熱分解，形成超細(xì)的粉體。硫酸亞鐵包括七水硫酸亞鐵、一水硫酸亞鐵與無水硫酸亞鐵等含有結(jié)晶水或沒有結(jié)晶水的晶型，采用一水硫酸亞鐵或無水硫酸亞鐵加入爐焙燒，有利于減少過程的分解熱、進(jìn)ー步提高硫酸亞鐵的分解速度。將七水硫酸亞鐵原料加熱、濃縮成一水硫酸亞鐵，將一水硫酸亞鐵入爐焙燒較為適宜。七水硫酸亞鐵在高于80°C的溫度將釋放出六個(gè)結(jié)晶水，形成一水硫酸亞鐵，同時(shí)部分硫酸亞鐵溶解于自身的結(jié)晶水中，已通過蒸發(fā)、濃縮、離心分離的經(jīng)典エ藝技術(shù)得到一水硫酸亞鐵。本發(fā)明技術(shù)的優(yōu)越性
I、采用一水硫酸亞鐵入爐焙燒本發(fā)明首先將七水硫酸亞鐵濃縮成一水硫酸亞鐵，減少分解所需的熱量，達(dá)到提高硫酸亞鐵分解速度的目的。2、將入爐前一水硫酸亞鐵超細(xì)化處理將入爐焙燒前的一水硫酸亞鐵超細(xì)化處理，可以顯著降低硫酸亞鐵分解后的氧化鐵粉體的粒度，達(dá)到提高產(chǎn)品顏料性能的目的。3、提高沸騰層的焙燒溫度與經(jīng)典的回轉(zhuǎn)窯相比，采用高溫沸騰爐作為硫酸亞鐵受熱分解的煅燒環(huán)境，為加入爐子中的細(xì)微一水硫酸亞鐵的快速受熱分解提供了良好的高溫環(huán)境與快速傳熱環(huán)境，將傳熱速度、反應(yīng)速度明顯的提高，分解出來的粉體粒度分布明顯降低。4、采用高溫?fù)Q熱器，盡量降低爐氣帶出系統(tǒng)的熱量，提高入爐前空氣的溫度，降低硫磺的摻入比例。5、本發(fā)明技術(shù)適合于大工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，制備成本低，氧化鐵紅產(chǎn)品性能好，產(chǎn)品分散性與著色力要高于經(jīng)典法即濕法制備的氧化鐵紅產(chǎn)品。本發(fā)明的重要意義I、七水硫酸亞鐵固體廢料將深度資源化；本發(fā)明成功解決了采用固體廢料七水硫酸亞鐵為原料，采用高溫煅燒制備氧化鐵紅的技術(shù)問題，制備出的氧化鐵紅產(chǎn)品成本低，性能好，適合于大工業(yè)化生產(chǎn)，將成為氧化鐵紅行業(yè)制備技術(shù)的主流，七水硫酸亞鐵固體廢料將得到深度資源化的應(yīng)用，解決了多年來鈦白副產(chǎn)七水硫酸亞鐵處理難、環(huán)保壓カ大的問題。2、推動(dòng)了氧化鐵系列產(chǎn)品行業(yè)的低碳發(fā)展本發(fā)明以廉價(jià)的固體廢料七水硫酸亞鐵原料制備氧化紅產(chǎn)品，同時(shí)回收ニ氧化硫爐氣制備硫酸或亞硫酸鹽產(chǎn)品，氧化鐵紅的制備成本明顯降低，品質(zhì)明顯提高。生產(chǎn)過程中亦可以控制爐氣中氧含量來制備鐵黑、鐵棕等氧化鐵顔料系列產(chǎn)品，將氧化鐵系列產(chǎn)品低碳化，推動(dòng)了氧化鐵系列產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展，是氧化鐵顏料發(fā)展中的一次大飛躍。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本實(shí)施實(shí)例以每年處理10萬噸七水硫酸亞鐵制備超細(xì)氧化鐵紅為例進(jìn)行說明。七水硫酸亞鐵原料中七水硫酸亞鐵的含量為91%，每年生產(chǎn)實(shí)踐按8000小時(shí)計(jì)算，每小時(shí)處理的七水硫酸亞鐵為12. 5噸/小時(shí)，折合一水硫酸亞鐵的量為6. 96噸/小時(shí)；硫磺的用量按一水硫酸亞鐵量的O. 28倍摻入，需要摻入的硫磺為I. 77噸/小時(shí)；氧化鐵紅的產(chǎn)量為3. 25噸/小時(shí)；回收爐氣中的ニ氧化硫生產(chǎn)硫酸的量為9. 6噸/小時(shí)。I、七水硫酸亞鐵的濃縮七水硫酸亞鐵加入四效蒸發(fā)器，采用飽和壓カ為160°C的蒸汽加熱濃縮。一效蒸發(fā)溫度為130°C ;ニ效蒸發(fā)溫度為100°C ;三效蒸發(fā)溫度75°C ;四效蒸發(fā)為55°C。濃縮物料從第二效蒸發(fā)引出去離心分離，得到一水硫酸亞鐵。七水硫酸亞鐵原料從結(jié)晶母液攪拌槽加入后和結(jié)晶母液依次今進(jìn)入第三效、第四效、第一效、第二效等蒸發(fā)室，再從第二效引出去離心分離。 蒸發(fā)濃縮過程的蒸汽消耗量為2. 3噸/小時(shí)2、一水硫酸亞鐵的研磨從離心分離機(jī)出來的一水硫酸亞鐵，進(jìn)入球磨氣流分級(jí)研磨設(shè)備，將一水硫酸亞鐵的粒徑研磨至O. 6-1微米，研磨功機(jī)組率為480千瓦。2、焙燒從研磨系統(tǒng)出來的超細(xì)一水硫酸亞鐵粉體與硫磺顆粒進(jìn)入焙燒沸騰爐。硫磺的摻入量為1.95噸/小時(shí)，沸騰爐層的溫度控制在900°C -950°C ;入爐空氣的溫度為7200C _750°C，入爐空氣量為5900標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)；沸騰爐沸騰層內(nèi)徑為2. 2米，擴(kuò)大段為3. 2米；出爐爐氣中氧氣體積含量控制在O. 05%-0. 2%變化范圍；爐氣中二氧化硫的干基體積含量為36%。3、高溫爐氣余熱回收從焙燒沸騰爐出來的900°C -950°C的高溫爐氣夾帶著分解的氧化鐵粉塵進(jìn)入高溫空氣加熱器，加熱爐前空氣。高溫加熱器中高溫?fù)Q熱段采用耐高溫的碳化硅換熱管。從加熱器出來的爐氣溫度低于350°C，出加熱器的空氣溫度為720V -750°C。4、固氣分離從高溫?fù)Q熱器出來的爐氣夾帶超細(xì)粉塵依次進(jìn)入旋風(fēng)分離器、布袋除塵器，進(jìn)行氣固分離。進(jìn)入旋風(fēng)分離器爐氣的溫度為280°C -300°C，進(jìn)入布袋除塵器的爐氣溫度為2600C -280°C。旋風(fēng)分離出來的粉塵量為2. 925噸/小吋，從布袋除塵器出來的粉塵量為
O.325噸/小時(shí)。5、ニ氧化硫氣的利用從布袋除塵器出來的爐氣中含有高濃的ニ氧化硫，爐氣引入制酸系統(tǒng)，通過進(jìn)ー步凈化、干燥、轉(zhuǎn)化、吸收，制備硫酸，硫酸產(chǎn)量為9. 6噸/小吋。6、氧化鐵粉體的二次煅燒從除塵系統(tǒng)分離出來的超細(xì)粉體進(jìn)入電加熱式回轉(zhuǎn)窯，在600°C下采用純氧進(jìn)行氧化處理，得到超細(xì)氧化鐵紅，出爐冷卻后去包裝。純氧的用量為92標(biāo)準(zhǔn)立方米/小吋。實(shí)施例ニ本實(shí)施實(shí)例以每年處理5萬噸七水硫酸亞鐵制備超細(xì)氧化鐵紅為例進(jìn)行說明。七水硫酸亞鐵含量為91 %，每年生產(chǎn)實(shí)踐按8000小時(shí)計(jì)算，每小時(shí)處理的七水硫酸亞鐵為6. 25噸/小時(shí)，硫磺的摻入量按一水硫酸亞鐵量的O. 22倍計(jì)算，需要摻入的硫磺為O. 765噸/小時(shí)；氧化鐵紅的產(chǎn)量為I. 66噸/小時(shí)；回收爐氣中的ニ氧化硫生產(chǎn)硫酸的量為4. 68噸/小時(shí)。I、七水硫酸亞鐵的濃縮七水硫酸亞鐵加入四效蒸發(fā)器，采用飽和壓カ為160°C的蒸汽加熱濃縮。一效蒸發(fā)溫度為130°C ;ニ效蒸發(fā)溫度為100°C ;三效蒸發(fā)溫度75°C ;四效蒸發(fā)為55°C。濃縮物料從第二效蒸發(fā)引出去離心分離，得到一水硫酸亞鐵。七水硫酸亞鐵原料從結(jié)晶母液攪拌槽加入后和結(jié)晶母液依次今進(jìn)入第三效、第四效、第一效、第二效等蒸發(fā)室，再從第二效引出去離心分離。蒸汽消耗量為I. 2噸/小時(shí)2、一水硫酸亞鐵的研磨從離心分離機(jī)出來的一水硫酸亞鐵，進(jìn)入球磨氣流分級(jí)研磨設(shè)備，將一水硫酸亞鐵的粒徑研磨至5-10微米，研磨功機(jī)組率為90千瓦。2、焙燒從研磨系統(tǒng)出來的超細(xì)一水硫酸亞鐵粉體與硫磺顆粒進(jìn)入焙燒沸騰爐。硫磺的摻入量為O. 765噸/小時(shí)，沸騰爐層的溫度控制在800°C -850°C ;入爐空氣的溫度為7300C _750°C，入爐空氣量為2550標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)；沸騰爐沸騰層內(nèi)徑為I. 8米，擴(kuò)大段為2. 6米；出爐爐氣中氧氣體積含量控制在O. 05%-0. 2%變化范圍；爐氣中二氧化硫的干基體積含量為41. 1%。3、高溫爐氣余熱回收從焙燒沸騰爐出來的800°C -850°C的高溫爐氣夾帶著分解的氧化鐵粉塵進(jìn)入高溫空氣加熱器，加熱爐前空氣。高溫加熱器中高溫?fù)Q熱段采用耐高溫的碳化硅換熱管。從加熱器出來的爐氣溫度低于200°C，出加熱器的空氣溫度為730°C -750°C。4、固氣分離從高溫?fù)Q熱器出來的爐氣夾帶超細(xì)粉塵依次進(jìn)入旋風(fēng)分離器、布袋除塵器，進(jìn)行氣固分離。進(jìn)入旋風(fēng)分離器爐氣的溫度為180°C -200°C，進(jìn)入布袋除塵器的爐氣溫度為1600C -180°C。旋風(fēng)分離出來的粉塵量為I. 5噸/小吋，從布袋除塵器出來的粉塵量為O. 16噸/小時(shí)。5、ニ氧化硫氣的利用從布袋除塵器出來的爐氣中含有高濃的ニ氧化硫，爐氣引入制酸系統(tǒng)，通過進(jìn)ー步凈化、干燥、轉(zhuǎn)化、吸收，制備硫酸，硫酸產(chǎn)量為4. 68噸/小吋。6、氧化鐵粉體的二次煅燒從除塵系統(tǒng)分離出來的超細(xì)粉體進(jìn)入電加熱式回轉(zhuǎn)窯，在600 V下采用純氧進(jìn)行氧化處理，得到超細(xì)氧化鐵紅，出爐冷卻后去包裝。純氧的用量為48標(biāo)準(zhǔn)立方米/小吋。實(shí)施實(shí)例三本實(shí)施實(shí)例以每年處理8萬噸七水硫酸亞鐵制備超細(xì)氧化鐵紅為例進(jìn)行說明。七水硫酸亞鐵原料中七水硫酸亞鐵的含量為91%，每年生產(chǎn)實(shí)踐按8000小時(shí)計(jì)算，每小時(shí)處理的七水硫酸亞鐵為10. O噸/小時(shí)；折合一水硫酸亞鐵的量為5. 56噸/小吋，硫磺的用量按一水硫酸亞鐵量的O. 33倍摻入，需要摻入的硫磺為I. 84噸/小時(shí)；氧化鐵紅的產(chǎn)量為2. 6噸/小時(shí)；回收爐氣中的ニ氧化硫生產(chǎn)硫酸的量為9. 02噸/小時(shí)。I、七水硫酸亞鐵的濃縮、
七水硫酸亞鐵加入四效蒸發(fā)器，采用飽和壓カ為160°C的蒸汽加熱濃縮。一效蒸發(fā)溫度為130°C ;ニ效蒸發(fā)溫度為100°C ;三效蒸發(fā)溫度75°C ;四效蒸發(fā)為55°C。濃縮物料從第二效蒸發(fā)引出去離心分離，得到一水硫酸亞鐵。七水硫酸亞鐵原料從結(jié)晶母液攪拌槽加入后和結(jié)晶母液依次今進(jìn)入第三效、第四效、第一效、第二效等蒸發(fā)室，再從第二效引出去離心分離。蒸發(fā)濃縮過程的蒸汽消耗量為I. 85噸/小時(shí)2、一水硫酸亞鐵的研磨從離心分離機(jī)出來的一水硫酸亞鐵，進(jìn)入球磨氣流分級(jí)研磨設(shè)備，將一水硫酸亞鐵的粒徑研磨至1-5微米，研磨功機(jī)組率為250千瓦。2、焙燒從研磨系統(tǒng)出來的超細(xì)一水硫酸亞鐵粉體與硫磺顆粒進(jìn)入焙燒沸騰爐。硫磺 的摻入量為1.84噸/小時(shí)，沸騰爐層的溫度控制在900°C -950°C ;入爐空氣的溫度為6300C _650°C，入爐空氣量為6120標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)；沸騰爐沸騰層內(nèi)徑為2. 4米，擴(kuò)大段為3. 6米；出爐爐氣中氧氣體積含量控制在O. 05%-0. 2%以下；爐氣中二氧化硫的干基體積含量為33%。3、高溫爐氣余熱回收從焙燒沸騰爐出來的900°C _950°C的高溫爐氣夾帶著分解的氧化鐵粉塵進(jìn)入高溫空氣加熱器，加熱爐前空氣。高溫加熱器中高溫?fù)Q熱段采用耐高溫的碳化硅換熱管。從加熱器出來的爐氣溫度低于450°C，出加熱器的空氣溫度為630°C -650°C。4、固氣分離從高溫?fù)Q熱器出來的爐氣夾帶超細(xì)粉塵依次進(jìn)入旋風(fēng)分離器、布袋除塵器，進(jìn)行氣固分離。進(jìn)入旋風(fēng)分離器爐氣的溫度為280°C -300°C，進(jìn)入布袋除塵器的爐氣溫度為2600C -280°C。旋風(fēng)分離出來的粉塵量為2. 4噸/小時(shí)，從布袋除塵器出來的粉塵量為O. 2噸/小時(shí)。5、ニ氧化硫氣的利用從布袋除塵器出來的爐氣中含有高濃的ニ氧化硫，爐氣引入制酸系統(tǒng)，通過進(jìn)ー步凈化、干燥、轉(zhuǎn)化、吸收，制備硫酸，硫酸產(chǎn)量為9. 02噸/小吋。6、氧化鐵粉體的二次煅燒從除塵系統(tǒng)分離出來的超細(xì)粉體進(jìn)入電加熱式回轉(zhuǎn)窯，在650°C下采用純氧進(jìn)行氧化處理，得到超細(xì)氧化鐵紅，出爐冷卻后去包裝。純氧的用量為80標(biāo)準(zhǔn)立方米/小吋。
權(quán)利要求
1.一種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的工藝，包括以下步驟 第一步一水硫酸亞鐵的制備 采用七水硫酸亞鐵為原料，通過加熱濃縮，除去結(jié)晶水，制備得到一水硫酸亞鐵；將所述一水硫酸亞鐵研磨粉碎，得到一水硫酸亞鐵粉體； 第二步一水硫酸亞鐵的焙燒； 將一水硫酸亞鐵粉體與硫磺加入焙燒沸騰爐中，在800°C -1000°C進(jìn)行高溫焙燒處理，得到含有氧化亞鐵的氧化鐵粉體與二氧化硫的固氣混合高溫爐氣；焙燒沸騰爐中通入溫度為550-800°C的高溫空氣作為氧化劑及沸騰介質(zhì)；硫磺的用量為一水硫酸亞鐵粉體質(zhì)量的0.25-0. 35 倍； 第三步固氣分離 高溫爐氣降溫至200°C _450°C后依次進(jìn)入旋風(fēng)分離器、布袋除塵器，得到含有氧化亞鐵的氧化鐵的固體粉末及含有二氧化硫的尾氣；所述尾氣采用常規(guī)工藝技術(shù)生產(chǎn)硫酸或亞硫酸鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉產(chǎn)品； 第四步固體粉末的二次煅燒； 將第三步得到的固體粉末于500-900°C，進(jìn)行二次煅燒，將固體粉末中的氧化亞鐵氧化成三氧化二鐵，得到氧化鐵紅產(chǎn)品；氧化介質(zhì)為體積濃度大于90%的富氧。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的工藝，其特征在于七水硫酸亞鐵單效或多效蒸發(fā)器加熱濃縮，得到一水硫酸亞鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的工藝，其特征在于一水硫酸亞鐵粉體的平均粒度小于等于10微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的工藝，其特征在于第二步，一水硫酸亞鐵的焙燒工序，出爐的高溫爐氣中氧氣體積含量控制在0. 05%-0. 2% ；高溫爐氣中二氧化硫的干基體積含量大于30%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的工藝，其特征在于第二步，一水硫酸亞鐵的焙燒工序，高溫空氣的加入量由焙燒后的爐氣中氧氣體積含量確定，當(dāng)爐氣中氧氣體積含量超過0. 2%，則減少空氣用量；當(dāng)爐氣中氧氣體積含量低于0.05%，則增大空氣的用量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的一種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的工藝，其特征在于第四步固體粉末的二次煅燒工序，按每噸固體粉末添加20-80標(biāo)準(zhǔn)立方米的氧氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種采用七水硫酸亞鐵制備氧化鐵紅的工藝，其特征在于從焙燒沸騰爐出來的高溫爐氣進(jìn)入高溫?fù)Q熱器，將空氣預(yù)熱至550°C以上，作為焙燒沸騰爐中的氧化劑及沸騰介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明一種采用七水硫酸亞鐵與硫磺為原料，通過七水水硫酸亞鐵濃縮制備一水硫酸亞鐵、一水硫酸亞鐵的超細(xì)化處理、焙燒、粉塵分離、粉塵二次煅燒等工藝，制備氧化鐵紅產(chǎn)品，同時(shí)回收高濃度的二氧化硫爐氣，用于生產(chǎn)硫酸或亞硫酸鹽產(chǎn)品。本發(fā)明開辟了以七水硫酸亞鐵固體廢料為原料制備氧化鐵紅顏料的新技術(shù)途徑，有效解決硫酸法鈦白副產(chǎn)七水硫酸亞鐵的難于消化問題，對(duì)氧化鐵紅行業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。適合于大工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，制備成本低，氧化鐵紅產(chǎn)品性能好，產(chǎn)品分散性與著色力要高于經(jīng)典法即濕法制備的氧化鐵紅產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C01B17/50GK102674473SQ201210179429
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者曾維興 申請(qǐng)人:湖南恒光化工有限公司