专利名称：湿法生产颗粒状一水硫酸亚铁的工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种一水硫酸亚铁产品的生产方法，特别是以钛白粉厂或钢铁厂的副产品硫酸亚铁为原料生产的颗粒状一水硫酸亚铁的生产方法和设备。
背景技术：
一水硫酸亚铁，分子式FeSO4·H2O，性状灰白色至米色粉末，有涩味。主要由FeSO4·H2O组成，并含少量的FeSO4·4H2O，较难氧化，比结晶硫酸亚铁容易保存，水溶液呈酸性并浑浊，逐渐生成黄褐色沉淀。潮湿空气中吸水成三水或七水盐，加热至120℃不失水。与水共煮转变成碱式硫酸盐，缓慢溶于冷水(16.6g/100ml，20℃)，加热则迅速溶解，不溶于乙醇，几乎不溶于50％硫酸，含铁量按20％计。医学上常作为改善缺铁性贫血，作为铁源供给。在各种含铁的营养增补剂中，一般均以硫酸亚铁作为生物利用率的标准，即以硫酸亚铁的相对生物效价作为100，作为各种铁盐的比较标准。质量指标FCC，(1996)含量(FeSO4)86.0％～89.0％；不溶性物质≤0.05％；铅、汞、镉、铬等重金属含量≤10mg/kg；由于一水硫酸亚铁比三水硫酸亚铁、四水硫酸亚铁、七水硫酸亚铁含铁量高，不容易氧化，所以医药工业、颜料、染料、工业水处理和化学试剂、饲料添加剂、微量元素肥料等领域使用较多。但是一水亚硫酸铁结晶细小，装袋以后运输过程受压、有时还受到环境湿度和温度的影响，容易吸潮结块，结成大块后的硫酸亚铁硬度较高，使用前需要再粉碎，这样使用就很不方便，很多使用者建议硫酸亚铁生产厂家解决结块问题，但目前一直没有得以实现，而且由于一水亚硫酸铁结晶细小，使用时粉尘飞扬，影响了操作人员的身体健康，在作为铁肥进行飞机撒施时容易形成不易沉降的尘埃而被风带走。
一水硫酸亚铁的生产方法较多，教科书介绍的制备方法是将稀硫酸加入铁屑中，结晶时水溶解＞64.4℃时，所得为一水盐，或将结晶硫酸铁于40℃下干燥成粉末而得。加热至45～50℃时溶于结晶水而溶化，边搅拌边缓慢蒸发结晶水。干燥失重的限度为35％～36％，生成小粒状态细粉，制成粉末，密封保存。
目前国内大多数企业生产一水硫酸亚铁的方法是以七水硫酸亚铁为原料生产，大多数采用干法生产，其工艺步骤是将FeSO4·7H2O用热水溶解重结晶，然后在热风炉中干燥，得到粉状的FeSO4·H2O产品。
近年来一些公开文献报道了一些一水硫酸亚铁的生产方法，经过检索我们也查到以下的中国专利1、申请(专利)号95101641.5申请日1995.02.24名称液相强制脱水法生产一水硫酸亚铁，申请(专利权)人刘一峰，地址北京市海淀南路17号楼16层6号，摘要本发明涉及一种无机盐一水硫酸亚铁的生产方法，其主要特征为一水硫酸亚铁是通过在一定条件下使七水硫酸亚铁在脱水剂硫酸溶液中强制脱水生成的；而若以硫酸和铁或含铁原料生产一水硫酸亚铁，则硫酸必须首先作为七水硫酸亚铁的液相脱水剂使用，然后才和铁或含铁原料进行生成七水硫酸亚铁的反应。与现有工艺方法相比较，本发明能十分显著地降低能耗、提高生产能力，得到质量优异稳定可靠的纯白色一水硫酸亚铁产品。主权项一种生产一水硫酸亚铁的新方法，其特征是一水硫酸亚铁是通过在一定条件下使七水硫酸亚铁在脱水剂硫酸溶液中强制脱水生成的，而若以硫酸和铁或含铁原料生产一水硫酸亚铁，则硫酸必须首先作为七水硫酸亚铁的液相脱水剂使用，然后才和铁或含铁原料进行生成七水硫酸亚铁的反应。
2、申请(专利)号00120755.5申请日2000.07.12，名称一种高纯度一水硫酸亚铁的生产方法申请(专利权)人北京天道隆扬高分子技术有限公司，地址100029北京市朝阳区华严北里甲1号健翔山庄A6楼袁晓华摘要本发明是一种以含有硫酸亚铁的废副物为原料，有针对性地选择用复合去杂净化方式来生产高纯度一水硫酸亚铁的方法。该方法具有原料适用范围广、脱杂净化彻底、能耗低、不污染环境、生产控制可靠和便于规模化连续生产的特点。所得高纯度一水硫酸亚铁具有储存稳定性和高活性，广泛用于医药、食品与饲料添加剂、精细化工、微电子等领域。权利要求书1、一种高纯度一水硫酸亚铁的生产方法经洗涤、过滤、除杂、结晶、干燥等工序；其特征在于利用一些工业过程产生的含有硫酸亚铁的废副物作原料，在对其溶液进行除杂的工序中用硫化亚铁粉(FeS，粒度为1μ-3mm)和铁粉(Fe，粒度为1μ-3mm)及絮凝剂作为除杂净化剂，并通入水蒸汽和少量空气，在pH值为2-5.5的范围内，对溶液进行加热和搅拌。
3、申请(专利)号200510019362.6申请日2005.08.27名称一种一水硫酸亚铁的生产方法申请(专利权)人广西贺州建联化工有限公司地址广西壮族自治区贺州市八步区西湾镇西发街平桂邮政支局 摘要一种一水硫酸亚铁的生产方法，七水硫酸亚铁在温度为380-500℃的回转窑内滚动前进的过程中被加热，脱掉六个结晶水并造粒，出窑后经破碎、筛分得成品。用本发明的方法生产的一水硫酸亚铁，产品质量稳定、能耗低、不污染环境、没有二次废水的排放、便于生产控制和规模化连续生产；且生产出的一水硫酸亚铁中的二价铁生物效价比高，流散分散性好，不破坏维生素，生物反应神经刺激小，更容易被各类动植物吸收利用。主权项1.一种一水硫酸亚铁的生产方法，将七水硫酸亚铁脱除六个结晶水而成，其特征是七水硫酸亚铁在温度为380-500℃的回转窑内滚动前进的过程中被加热，脱掉六个结晶水并造粒，出窑后经破碎、筛分得成品。
上述专利文献95101641.5号的方法的特点是在生产过程需要将硫酸脱水剂加入七水硫酸亚铁溶液中强制脱水，这样会造成生产成本升高，设备造价高(要求抗腐蚀性能好)。
专利文献00120755.5利用一些工业过程产生的含有硫酸亚铁的废副物作原料，在对其溶液进行除杂的工序中用硫化亚铁粉和铁粉及絮凝剂作为除杂净化剂，该方法做出来的一水硫酸亚铁是细粉末状的产品。
专利文献200510019362.6的特征是将七水硫酸亚铁在温度为380-500℃的回转窑内滚动前进的过程中被加热，脱掉六个结晶水并造粒，出窑后经破碎、筛分得成品。这种方法的缺点是七水硫酸亚铁在回转窑内停留的时间长，二价铁很容易氧化成三价铁，还很容易结块，产品含有较大量的二水、三水、四水等硫酸亚铁产品，铁含量达不到20％，所以只能生产低档产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以克服现有的一水亚硫酸铁结晶细小，生产过程容易氧化、使用时粉尘飞扬，包装和储运、使用不方便的缺点，而且可以稳定产品中的有效成分铁含量的颗粒状一水硫酸亚铁以及生产方法。
本发明的湿法生产颗粒状一水硫酸亚铁包括以下工艺步骤1、洗涤。将七水亚硫酸铁先用清水洗去表面杂质，因为无论是钛白粉厂副产品还是钢铁酸洗生产的七水硫酸亚铁，都存在一些游离酸或偏钛酸、重金属离子及可容物等杂质，清洗的过程是先将清水和七水亚硫酸铁倒到洗涤过滤池洗涤，七水亚硫酸铁和清水的比例为每100公斤的七水亚硫酸铁加水5-30公斤，可以设置搅拌装置，搅拌5-10分钟，净置10-20分钟，去除浮在上面的漂浮物，然后过滤，将水沥干，得到纯净的七水亚硫酸铁。过滤的水经过浓缩可以回收部分七水亚硫酸铁。
2、溶解反应。将上述洗涤滤干水的七水亚硫酸铁放到容器中溶解，溶解的溶液为清水和后工序回收的母液，每100公斤七水亚硫酸铁加入清水和母液的量为2-5公斤，将温度升高到70-100℃使其溶解完全，一般搅拌反应10-30分钟即可，将温度降低到65℃以下就可以使七水亚硫酸铁转变成一水硫酸亚铁结晶。
3、离心。将上述得到的一水硫酸亚铁结晶放到离心机进行离心，分出的母液返回第二步的溶解，即与清水混合溶解七水亚硫酸铁；分出的一水硫酸亚铁固体进入下一步的干燥。
4、干燥。将离心后的一水硫酸亚铁放到干燥器进行干燥，干燥的方法可以采用直接干燥法或间接干燥法，直接干燥法是用气流干燥或微波干燥。气流干燥是将物料放到流化床上，用150至250℃的干热空气迅速接触，并用引风机带走气流，就可以将一水硫酸亚铁干燥到含水量小于10％的粉末；微波干燥是将物料放到微波炉中，加热3-10分钟；间接干燥是将干燥器做成振动板式或螺旋式换热器，热风或锅炉热烟气从装有一水硫酸亚铁外的夹层通过，一水硫酸亚铁在振动板式或螺旋搅拌的情况下得到热风或锅炉热烟气的热量而蒸发出游离水得到干燥。干燥的技术指标是分析一水亚硫酸铁粉末含铁量为30-32％(重量含量)为准。
5、压片。通过加压的方法以压片机将上述从干燥器出来的一水亚硫酸铁立即压成厚度2-10mm的片状七水硫酸亚铁。在压片过程中由于对一水亚硫酸铁进行高度压缩，使其密度加大，不易粉碎。
4、造粒。以破碎机将片状一水硫酸亚铁破碎成粒状一水硫酸亚铁。
5、筛分。通过振动筛将上述颗粒分布较广的一水硫酸亚铁进行筛分分离，收集2-60目颗粒进行包装，筛出的粉末返回到前面的车间，与干燥后的一水亚硫酸铁混合，再一次压片。
以上所述的颗粒状一水硫酸亚铁的生产方法所采用的设备包括洗涤(搅拌)过滤池、溶解反应、离心机、干燥器、压片机、破碎机和筛分机。
所述的洗涤过滤池是底部有滤网和阀门，使用时先关紧阀门，往过滤池内注水，再加入七水硫酸亚铁，搅拌后净置一段时间，去除浮在上面的漂浮物，打开阀门从排污口排去杂质，然后用滤网过滤出七水硫酸亚铁的游离水。洗涤过滤池内部可以安装搅拌器。
所述的干燥器采用热风炉或锅炉热烟气干燥器，加热方式采用气流干燥器、微波加热器、、振动板式干燥器或螺旋式换热器，换热器的结构是热风或锅炉热烟气从装有一水硫酸亚铁外的夹层通过，一水硫酸亚铁在振动板式或螺旋搅拌的情况下得到热风或锅炉热烟气的热量而蒸发出游离水得到干燥。
所述的压片机采用辊压式压片机，上部为进料斗，中部是电动机带动的上下两个滚筒，粉状的七水硫酸亚铁物料从料斗进入滚筒，被压成厚度2-10mm的片状七水硫酸亚铁，也可以采用垂直压力机，目的是将晶体状的一水硫酸亚铁压成密度较大的片状。
所述的破碎机采用锤片式破碎机，其结构类似现有的将片状七水硫酸亚铁破碎成大约2-60目(1-10mm)颗粒的破碎机，此处不再详述。
所述的筛分机采用回旋振动筛分机，筛网的规格主要控制收集2-60目的七水硫酸亚铁的颗粒。
上述的破碎机和筛分机可以做成一体，即由一台电动机同时带动破碎机构和筛分机构，一次完成破碎和筛分过程。
与现有技术相比，本发明的突出的实质性特点和显著的进步是1、克服了现有的一水硫酸亚铁粉末细小的缺点，包装和储运都十分方便。
2、生产过程工艺不复杂，设备设计或选型容易。
3、可以利用一些废热，能耗不高，生产过程无三废污染。
4、颗粒适中，特别适合大面积单独作为铁肥施肥时用飞机撒施。
图1是本发明湿法生产颗粒状一水硫酸亚铁的工艺流程和设备简图。
从图中了解到，设备包括洗涤过滤池1、溶解反应器2、离心机3、干燥器4、压片机5、破碎机6、筛分机7和包装机8，洗涤过滤池1上部有自来水入口，内部可以装有搅拌器，下部有出料口，洗涤过滤器1底部有排污，洗涤过滤池1出口的七水亚硫酸铁送到溶解反应器2，溶解反应器2有进料口和出料口，上部有自来水和母液入口，溶解反应器2物料送到离心机3，离心机3出口的物料送到压片机5，离心机3分离的母液回溶解反应器2重新使用。压片机5物料出口是破碎机6入口，破碎机7出口安装包装机8。
生产方法如下七水亚硫酸铁先在清洗池1中用清水洗去表面杂质，清洗的过程是先将七水亚硫酸铁和清水倒到洗涤过滤池1内洗涤，洗涤后净置，去除浮在上面的漂浮物，打开清洗池1下面的排污阀，排去沉淀在底部的的杂质，然后过滤，将水沥干，得到纯净的七水亚硫酸铁。上述清洗后的七水亚硫酸铁放到溶解反应器2加温到70-100℃融解后，冷却到65℃以下，将重结晶物料送到离心机3，离心机3出口的物料送到干燥器4，得到含铁量为30-32％的一水亚硫酸铁粉末(重量含量)，不含游离水的一水亚硫酸铁，离心机3出口的母液回到溶解反应器2，溶解七水亚硫酸铁；再传到压片机5，用压片机5将上述从干燥器出来的不含游离水的一水亚硫酸铁立即压成厚度2-10mm的片状，再用破碎机7破碎成粒状七水硫酸亚铁，最后通过振动筛7进行筛分分离，收集2-60目颗粒在包装机8进行包装，筛出的粉末回到前面的车间，与干燥后的一水亚硫酸铁混合，再一次压片。
具体实施例方式
实施例1将钛白粉厂副产品七水亚硫酸铁先倒到洗涤过滤池1内用清水洗去表面杂质，七水亚硫酸铁和清水的比例为每100公斤的七水亚硫酸铁加水5-30公斤，搅拌后，净置10-20分钟，去除浮在上面的漂浮物，排去沉淀在底部的的杂质，然后过滤，将水沥干，得到纯净的七水亚硫酸铁。过滤的水经过浓缩可以回收部分七水亚硫酸铁。将上述清洗后的七水亚硫酸铁放到放到溶解反应器加温到70-100℃融解后，冷却到65℃以下，将重结晶物料送到离心机离心，再锅炉热烟气干燥器间接加热；得到含铁量为30-32％的一水亚硫酸铁粉末(重量含量)，不含游离水的一水亚硫酸铁，离心机分离的母液回溶解反应器重新使用。然后以压片机将上述从干燥器出来的不含游离水的一水亚硫酸铁立即压成厚度2-10mm的片状，再以破碎机破碎成粒状最后通过振动筛进行筛分分离，收集2-60目颗粒进行包装，筛出的粉末回到前面的车间，与干燥后的一水亚硫酸铁混合，再一次压片。
实施例2将钛白粉厂副产品七水亚硫酸铁先倒到洗涤过滤池1内用清水洗去表面杂质，七水亚硫酸铁和清水的比例为每100公斤的七水亚硫酸铁加水5-30公斤，搅拌后，净置10-20分钟，去除浮在上面的漂浮物，排去沉淀在底部的的杂质，然后过滤，将水沥干，得到纯净的七水亚硫酸铁。过滤的水经过浓缩可以回收部分七水亚硫酸铁。将上述清洗后的七水亚硫酸铁放到放到溶解反应器加温到70-100℃融解后，冷却到65℃以下，将重结晶物料送到离心机离心，再用气流干燥器中干燥；得到含铁量为30-32％的一水亚硫酸铁粉末(重量含量)，不含游离水的一水亚硫酸铁，离心机分离的母液回溶解反应器重新使用。然后以压片机将上述从干燥器出来的不含游离水的一水亚硫酸铁立即压成厚度2-10mm的片状，再以破碎机破碎成粒状最后通过振动筛进行筛分分离，收集2-60目颗粒进行包装，筛出的粉末回到前面的车间，与干燥后的一水亚硫酸铁混合，再一次压片。
实施例3将钛白粉厂副产品七水亚硫酸铁先倒到洗涤过滤池1内用清水洗去表面杂质，七水亚硫酸铁和清水的比例为每100公斤的七水亚硫酸铁加水5-30公斤，搅拌后，净置10-20分钟，去除浮在上面的漂浮物，排去沉淀在底部的的杂质，然后过滤，将水沥干，得到纯净的七水亚硫酸铁。过滤的水经过浓缩可以回收部分七水亚硫酸铁。将上述清洗后的七水亚硫酸铁放到放到溶解反应器加温到70-100℃融解后，冷却到65℃以下，将重结晶物料送到离心机离心，再用微波加热3-10分钟干燥；得到含铁量为30-32％的一水亚硫酸铁粉末(重量含量)，不含游离水的一水亚硫酸铁，离心机分离的母液回溶解反应器重新使用。然后以压片机将上述从干燥器出来的不含游离水的一水亚硫酸铁立即压成厚度2-10mm的片状，再以破碎机破碎成粒状最后通过振动筛进行筛分分离，收集2-60目颗粒进行包装，筛出的粉末回到前面的车间，与干燥后的一水亚硫酸铁混合，再一次压片。
本发明生产得到的颗粒状一水亚硫酸铁的产品经过省级产品检验中心进行检验产品为灰白色颗粒状，1-10mm(2-60目之间)，铁重量含量为30-32％；游离酸的重量含量0.1-0.5％；密度2.0-4.0g/cm3，不溶物0.1-2.0％；铬、镉等重金属总重量含量小于0.01％。
权利要求
1.一种湿法生产颗粒状一水硫酸亚铁的工艺，是以七水亚硫酸铁为原料经过融解、结晶和干燥得到一水硫酸亚铁的过程，其特征在于将七水亚硫酸铁经过洗涤，然后溶解反应结晶，再离心、干燥、压片、破碎和筛分，得到铁重量含量30-32％、2-60目颗粒的一水亚硫酸铁产品。
2.根据权利要求1所述的湿法生产颗粒状一水硫酸亚铁的工艺，其特征在于洗涤的过程是将清水和七水亚硫酸铁倒到容器内搅拌洗涤，七水亚硫酸铁和清水的比例为每100公斤的七水亚硫酸铁加水20-30公斤，搅拌5-10分钟后，净置10-20分钟，去除浮在上面的漂浮物，排去沉淀在底部的泥沙和比重较大的杂质，然后过滤，将水沥干，得到纯净的七水亚硫酸铁，过滤的水经过浓缩可以回收部分七水亚硫酸铁。
3.根据权利要求1所述的湿法生产颗粒状一水硫酸亚铁的工艺，其特征在于溶解反应是将上述洗涤滤干水的七水亚硫酸铁放到容器中溶解，溶解的溶液为清水和后工序回收的母液，每100公斤七水亚硫酸铁加入清水和母液的量为2-5公斤，将温度升高到70-100℃使其溶解完全，然后将温度降低到65℃以下使七水亚硫酸铁转变成一水硫酸亚铁结晶。
4.根据权利要求1所述的颗粒状一水硫酸亚铁的生产方法，其特征在于离心过程是将溶解反应重结晶得到的一水硫酸亚铁结晶放到离心机进行离心，分出的母液返回第二步的溶解，即与清水混合溶解一水亚硫酸铁；分出的一水硫酸亚铁固体进入下一步的干燥。
5.根据权利要求1所述的湿法生产颗粒状一水硫酸亚铁的工艺，其特征在于干燥过程是将离心后的一水硫酸亚铁放到干燥器进行干燥，干燥的方法可以采用直接干燥法或间接干燥法，直接干燥法是用气流干燥或微波干燥；间接干燥是将干燥器做成振动板式或螺旋式换热器，热风或锅炉热烟气从装有一水硫酸亚铁外的夹层通过，一水硫酸亚铁在振动板式或螺旋搅拌的情况下干燥，得到热风或锅炉热烟气的热量而蒸发出游离水得到铁重量含量30-32％的一水亚硫酸铁粉末。
6.根据权利要求1所述的湿法生产颗粒状一水硫酸亚铁的工艺，其特征在于破碎的过程是以破碎机将片状一水硫酸亚铁破碎成粒状一水硫酸亚铁。
7.根据权利要求1所述的湿法生产颗粒状一水硫酸亚铁的工艺，其特征在于筛分的过程是通过振动筛将上述颗粒分布较广的一水硫酸亚铁进行筛分分离，收集2-60目颗粒进行包装，筛出的粉末回到前面的车间，与干燥后的一水亚硫酸铁混合，再一次压片。
8.一种如权利要求1所述的湿法生产颗粒状一水硫酸亚铁的工艺所采用的设备，包括洗涤过滤池(1)、溶解反应器(2)、离心机(3)、干燥器(4)、压片机(5)、破碎机(6)、筛分机(7)和包装机，洗涤过滤池(1)上部有自来水入口，下部有出料口，洗涤过滤器(1)底部有排污，洗涤过滤池(1)出口的七水亚硫酸铁送到溶解反应器(2)，溶解反应器(2)有进料口和出料口，上部有自来水和母液入口，溶解反应器(2)物料送到离心机(3)，离心机(3)出口的物料送到压片机(5)，离心机(3)分离的母液回溶解反应器(2)重新使用，压片机(5)物料出口是破碎机(6)入口，破碎机(7)出口安装包装机(8)。
全文摘要
本发明涉及一种颗粒状一水硫酸亚铁的生产方法及设备，其工艺流程是将七水亚硫酸铁先在清洗器中用清水洗去表面杂质，过滤得到纯净的七水亚硫酸铁，再送到溶解反应器融解加温后重结晶，物料送到离心机，离心机出口的物料送到干燥器，得到含铁重量含量为30－32％的一水亚硫酸铁粉末，离心机出口的母液回到溶解反应器，溶解七水亚硫酸铁；一水亚硫酸铁粉末传到压片机，压成厚度2－10mm的片状，再用破碎机破碎成粒状，最后通过振动筛进行筛分分离，收集2－60目颗粒在包装机进行包装，筛出的粉末回到前面的车间，与干燥后的一水亚硫酸铁混合，再一次压片。本发明克服了现有的一水硫酸亚铁粉末细小的缺点，包装和储运都十分方便。
文档编号C01G49/14GK1986428SQ20061012416
公开日2007年6月27日 申请日期2006年12月12日 优先权日2006年12月12日
发明者梁永洪, 龙庆国 申请人:梁永洪, 龙庆国