专利名称：一种钛白废酸处理蛇纹石的方法
技术领域：
本发明涉及一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，属于精细化工生产领域。
背景技术：
在用硫酸法生产钛白粉时，无论采用钛精矿作为原料，还是采用高钛渣为原料其生产过程中均要产生大量的稀硫酸，即通常所说的钛白废酸，此酸中除含硫酸17 23%，还含有大量杂质如硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸铝、硫酸钙及少量偏钛酸等，给蒸发浓缩及生产利用带来较大困难，但若外排则会给环境造成极大危害。现通常利用钛白废酸的方法是 (1).真空蒸发浓缩回收稀酸。因废酸中含有的硫酸亚铁、硫酸钙、偏钛酸等杂质化合物很快沉淀结垢，容易造成石墨换热器堵塞；⑵.专利CN1042527A采用钛白粉锻烧窑尾气预浓缩与真空蒸发浓缩相结合的方法，经两级浓缩三次分离除去酸中杂质，得到70%左右的硫酸； 该方法能降低能耗，但流程长，工序多，操作费用也多。(3).专利CN1376633A采用热空气直接与经过喷雾雾化的钛白废酸在浓缩塔中逆流接触蒸发浓缩，冷却后分离杂质得到70% 左右的硫酸；该方法避开了换热器结垢、堵塞问题，但对喷雾浓缩塔有较高的要求。⑷.专利CN1548363A将钛白废酸与92%以上工业浓硫酸混配成65%左右浓度的硫酸，分离固体杂质后直接用于生产普通过磷酸钙；该方法设备投资少，工艺简单，但废酸用量受普钙产能制约。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术在处理钛白废酸过程中出现的的能耗高、管道设备易结垢、对设备要求高、工序复杂、操作费用多、处理量受后续产品产能限制的不足，提供一种原料易得、价格低廉、工艺简单、成本低、原料可循环利用降低成本、产品附加值高、对环境友好、易于实现工业化的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法。本发明是通过如下技术方案来实现上述目的
一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，它包括下列步骤将均化稳浓的钛白废酸，在沸点以下加热、逆向二次浸取蛇纹石；将第一次浸取液过滤，得活性硅渣，精制后可用于制备白炭黑；第二次浸取后上清液经沉淀除铝后继续加氨中和，加热升温并加入硝铵氧化制得氧化铁黑；将铁黑滤出，滤液经净化除杂，加入碳化氨水并热解，制得碱式碳酸镁；将滤出的碱式碳酸镁，经洗涤、锻烧后得工业氧化镁；余液经蒸发浓缩得含镁硫酸铵。上述方法中，均化稳浓的钛白废酸硫酸含量为20 23% ； 钛白废酸浸取蛇纹石第一次(加入钛白废酸)浸取温度为85 99
摄氏度，优选温度为95 99摄氏度；第二次(加入蛇纹石矿粉)浸取温度为65 85°C， 优选温度为70 80°C ；加入的蛇纹石矿粉细度为80 200目，优选细度为100 150目； 钛白废酸与蛇纹石的质量比为5. 0 7. 0:1，优选质量比为5. 5 6. 5:1 ；钛白废酸浸取蛇纹石每次加热浸取时间为2. 0 4. 0小时；钛白废酸浸取蛇纹石完成第二次浸取后上清液PH值为0. 5 2. 0，优选PH值为1. 0 1. 5 ；第二次浸取后上清液加氨中和沉淀氢氧化铝 PH值为4. 5 5. 0 ；除铝后的硫酸亚铁和硫酸镁混合溶液中制取氧化铁黑时，PH值为6. 5 8. 0 ；除铝后的硫酸亚铁和硫酸镁混合溶液中制取氧化铁黑时，加氨中和反应温度为40 70摄氏度；加成反应温度为95 99摄氏度；除铝后的硫酸亚铁和硫酸镁混合溶液中制取氧化铁黑时，混合液中硫酸镁质量浓度为8 20%，优选浓度为10 15%。本发明与现有技术相比具有如下有益效果
通过钛白废酸与富含镁硅酸盐矿物、常伴生矿物方解石、滑石、磁铁矿的蛇纹石反应， 因原料蛇纹石和钛白废酸易得且价格低廉，降低了本工艺的生产成本；另在本工艺过程中副产出可溶性的镁盐和不溶性的硅渣，经精制处理后分别用于白炭黑和系列工业镁盐的制备增加了本工艺的产品附加值；将浸取液循环利用，实现了循环经济、降低了成本；同时在生产过程中无废水、废渣对外排对环境友好；易于实现工业化。
具体实施例方式
均化后的钛白废酸(组成为氧化镁0. 89%,铁3. 97%, 硫酸22. 37%)，采用逆向二次循环流程浸取蛇纹石矿粉(组成为氧化镁38. 61%,铁4. 43%，三氧化二铝2. 95%，二氧化硅238.95 细度120目)。每轮循环第一次浸取加入钛白废酸600公斤，于95摄氏度下搅拌2. 0小时后过滤，滤渣用80公斤水洗涤得活性硅渣；第二次浸取加入蛇纹石矿粉 100公斤，于75摄氏度下搅拌2. 0小时后停热沉降得上清液。弃去前两轮循环浸取物，收集后四轮循环浸取物，得湿硅渣297公斤，上清液与硅渣洗涤水共沈18公斤(组成为氧化镁 6. 45%，总铁4. 03 %，PH值为1. 5)，蛇纹石镁的浸取率为95. 5%。取上述清液与硅渣洗涤水混合液600公斤，加入30%氨水至PH=5. 0，滤出氢氧化铝渣106公斤，滤液加少量水稀释得硫酸亚铁和硫酸镁混合溶液(分析测定氧化镁含量为 5. 06%，铁含量为3. 10%)610公斤。将混合溶液升温至50摄氏度，加入30%氨水56公斤中和，PH为6. 5，检验无亚铁离子后加入3公斤硝铵，升温至96摄氏度进行加成反应。反应完成后滤得氧化铁黑湿品27. 3公斤，105摄氏度烘干得干品(分析测定四氧化三铁90. 68%) 19. 1公斤，铁回收率71.6%。
权利要求
1.一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，其特征是，它包括下列步骤(1)将均化稳浓的钛白废酸，在沸点以下加热、逆向二次浸取蛇纹石；将第一次浸取液过滤，得活性硅渣；第二次浸取后上清液经沉淀除铝后继续加氨中和，加热升温并加入硝铵氧化制得氧化铁黑，将铁黑滤出；(2)滤液经净化除杂，加入碳化氨水并热解，制得碱式碳酸镁；将滤出的碱式碳酸镁，经洗涤、锻烧后得工业氧化镁；(3)余液经蒸发浓缩得含镁硫酸铵。
2.根据权利要求1所述的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，其特征在于均化稳浓的钛白废酸硫酸含量为20 23%。
3.根据权利要求1所述的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，其特征在于钛白废酸浸取蛇纹石加热温度，第一次加入钛白废酸浸取温度为85 99摄氏度，优选温度为95 99 摄氏度。
4.根据权利要求1所述的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，其特征在于第二次加入蛇纹石矿粉浸取温度为65 85摄氏度，优选温度为70 80摄氏度。
5.根据权利要求1所述的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，其特征在于加入的蛇纹石矿粉细度为80 200目，优选细度为100 150目。
6.根据权利要求1所述的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，其特征在于钛白废酸与蛇纹石的质量比为5. 0 7. 0:1，优选质量比为5. 5 6. 5:1。
7.根据权利要求1所述的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，其特征在于钛白废酸浸取蛇纹石每次加热浸取时间为2. 0 4. 0小时。
8.根据权利要求1所述的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，其特征在于钛白废酸浸取蛇纹石完成第二次浸取后上清液PH值为0. 5 2. 0，优选PH值为1. 0 1. 5。
9.根据权利要求1所述的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，其特征在于第二次浸取后上清液加氨中和沉淀氢氧化铝PH值为4. 5 5. 0。
10.根据权利要求1所述的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，其特征在于除铝后的硫酸亚铁和硫酸镁混合溶液中制取氧化铁黑时，PH值为6. 5 8. 0。
全文摘要
本发明公开一种钛白废酸处理蛇纹石的方法，旨在提供一种原料易得、价格低廉、工艺简单、原料可循环利用降低了成本、产品附加值高、对环境友好、易于实现工业化的一种钛白废酸处理蛇纹石的方法。本发明通过下述技术方案予以实现将均化稳浓的钛白废酸，在沸点以下加热、逆向二次浸取蛇纹石；将第一次浸取液过滤，得活性硅渣，精制后可用于制备白炭黑；第二次浸取后上清液经沉淀除铝后继续加氨中和，加热升温并加入硝铵氧化制得氧化铁黑；将铁黑滤出，滤液经净化除杂，加入碳化氨水并热解，制得碱式碳酸镁；将滤出的碱式碳酸镁，经洗涤、锻烧后得工业氧化镁；余液经蒸发浓缩得含镁硫酸铵。
文档编号C01G49/08GK102190333SQ201110090539
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月12日 优先权日2011年4月12日
发明者叶丽君, 姚佐胜, 崔应虎, 杜娟, 杨文斌, 潘建, 罗自力 申请人:铜陵化学工业集团有限公司