本发明涉及一种钛白粉副产物硫酸亚铁的提纯方法。
背景技术：
：钛白粉，也即二氧化钛是一种重要的无机颜料，其生产工艺主要有硫酸法和氯化法。硫酸亚铁是硫酸法生产钛白粉的主要副产物，一般每生产1吨钛白粉将产生3.5～4吨七水硫酸亚铁的副产物，该副产物经过提纯或精制可以作为生产磁粉、颜料、锂电池的原料。cn1104999a公开了一种钛白粉副产物硫酸亚铁的精制工艺，其先将钛白粉副产物用热水溶解，再加入浓硫酸控制ph值至2.0左右，再按硫酸亚铁重量的0.5-1%加入铁粉，在55-80℃保温2-3小时直至ph值恒定不变，最后絮凝。该精制工艺对于副产物硫酸亚铁中的钛杂质有较好的去除效果，对镁、锰、钙等杂质的去除效果有限。而且其工艺是在ph值恒定不变约半小时才终止反应，此时铁粉已消耗殆尽，亚铁离子易被空气氧化生成铁离子，而铁离子在ph值为2.0左右就会有沉淀产生，使硫酸亚铁的损失较为严重。cn1766005a公开了一种钛白粉副产物硫酸亚铁制备高纯氧化铁黄及氧化铁红的方法，其先是将钛白粉副产物硫酸亚铁的溶液在ph值大于1.5，温度低于60℃下，使钛离子水解生成偏钛酸除去钛杂质，然后调节硫酸亚铁溶液ph值至3～7，使亚铁离子氧化生成絮状氢氧化铁，利用絮状氢氧化铁的吸附能力将其杂质离子絮凝沉淀，得到精制的硫酸亚铁，该精制方法的硫酸亚铁损失同样较为严重，且絮状吸附难以有效去除以离子形式存在的杂质。cn103145197a公开了一种钛白粉副产物硫酸亚铁的精制方法，其先在ph1～2.5进行钛水解处理，再加入铁粉或铁皮，在ph6.0～6.5下，将fe3+、mg2+、mn2+、zn2+等还原成相应的单质沉淀，最后加入絮凝剂。但镁、锌均是比铁更为活泼的金属，铁是无法溶液中的镁、锌等离子置换还原成相应的金属单质，也即其方法从原理上就不可能实现对镁、锌等杂质离子的去除。技术实现要素：针对
背景技术：
中提及的问题，本发明的目的在于提供一种钛白粉副产物硫酸亚铁的提纯方法，通过该方法提纯后的硫酸亚铁可以满足生产电池级磷酸铁的要求。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钛白粉副产物硫酸亚铁的提纯方法，所述钛白粉副产物硫酸亚铁含钛、镁、锰杂质元素，包括如下步骤：（1）将钛白粉副产物硫酸亚铁用去离子水溶解，得到硫酸亚铁溶液；（2）向步骤（1）的硫酸亚铁溶液加入铁粉，加热至90℃以上，溶液ph值达到3～4.5时再加入磷酸；（3）向步骤（2）得到的溶液加入硫化物和氟化物，搅拌；（4）向步骤（3）的溶液加入絮凝剂，然后将絮凝沉淀物除去，得到提纯的硫酸亚铁溶液。优选地，在步骤（1）中，钛白粉副产物硫酸亚铁用水溶解后，搅拌曝气处理20～30分钟。优选地，在步骤（2）中，铁粉的加入量为钛白粉副产物硫酸亚铁总质量的1.8～2.5%，磷酸的加入量为钛白粉副产物硫酸亚铁总质量的8～10%；更优选地，在溶液温度为50～60℃时，加入铁粉。优选地，在步骤（3）中，按锰、钛元素原子总数量的1.5～2.5倍，加入硫化物。更优选地，所述硫化物为硫化氢、硫化亚铁和/或硫化铵。优选地，在步骤（3）中，按镁元素原子数量的1～2.5倍，加入氟化物。更优选地，所述氟化物为氢氟酸、氟化铵、氟化亚铁、氟化氢铵中的至少一种。优选地，在步骤（3）中，先加入硫化物，再加入氟化物；加入硫化物时，控制溶液温度在80～90℃；加入氟化物时，控制溶液温度在90℃以上。优选地，所述絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺。优选地，向步骤（4）得到的硫酸亚铁溶液加入硫酸调节溶液ph值至2.0左右，溶液经浓缩后，在10℃以下进行结晶，得到结晶物硫酸亚铁。具体实施方式下面将对本
发明内容中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。攀枝花市某厂家的钛白粉副产物硫酸亚铁为例，其钛含量在800-1000ppm，镁含量在7000-10000ppm，锰含量在1000-2000ppm之间。1、将钛白粉副产物硫酸亚铁溶于50～70℃左右的去离子水中（以硫酸亚铁的饱和溶解度为上限）溶解，搅拌曝气20～30分钟。如有水不溶物，可用精密过滤器除去水不溶物。2、将步骤（1）的硫酸亚铁溶液加热至50～60℃，加入铁粉，升温至90℃以上，ph值达到3～4.5时加入浓度为85%的食品级磷酸，保温20～30分钟；其中，铁粉用量为溶质质量1.8～2.5%，磷酸用量为溶质质量的5～10%。3、然后降温至80～90℃，加入硫化氢、硫化亚铁和/或硫化铵这一类不会带入新的金属杂质的硫化物，搅拌1.5～2.5小时，硫化物的用量为锰、钛总量（以原子个数计）的1.5～2.5倍。4、接着升温90℃以上，加入氟化物（如氢氟酸、氟化铵、氟化亚铁、氟化氢铵），继续搅拌1.5～2.5小时左右，氟化物的用量为镁（以原子个数计）的1～2.5倍左右。5、经过步骤3、4的处理后，向溶液中加入絮凝剂--阳离子聚丙烯酰胺（溶液中阳离子聚丙烯酰胺的浓度范围可控制在0.05～0.2wt%），缓慢加入，根据生成的矾花大小及絮体紧密程度、上清液清澈度、沉降速度等来确定絮凝剂最合适的药剂量，慢速搅拌30分钟后再静置10分钟后过滤，得到提纯的硫酸亚铁溶液。6、向步骤5得到的硫酸亚铁溶液加入浓硫酸（98wt%），使其溶液ph值达到2.0左右，溶液浓缩到原体积的30%左右，然后在10℃以下，缓慢搅拌（40-50r/min）结晶，干燥后得纯化的硫酸亚铁。实施例11、将200公斤钛白粉副产物硫酸亚铁溶于60℃左右的去离子水中溶解，用精密过滤器除去水不溶物，得到较清澈溶液约600升，搅拌曝气处理20～30分钟。2、将硫酸亚铁溶液加热至50～60℃，加入铁粉4.6公斤，升温至90℃，ph值达到3～4.5时加入食品级磷酸10升（通过絮凝剂的络合作用，使生成磷酸钙、磷酸锰、硫酸镁等颗粒，以清除溶液中的部分锰、镁、钙等离子），保温20分钟。3、降温85℃，加入硫化亚铁粉末1.6公斤，搅拌2小时左右。4、接着升温90℃以上，加入氟化铵7.2公斤，继续在90℃左右搅拌2小时左右。5、经过步骤3、4的处理后，降温到60℃，向溶液中加入浓度为1.5wt%的阳离子聚丙烯酰胺溶液40升，先慢速搅拌30分钟后再静置10分钟过滤，得到提纯的硫酸亚铁溶液。6、向步骤5得到的硫酸亚铁溶液加入98%的浓硫酸2升，溶液ph值达到2.0左右，然后将溶液浓缩至200升，以低于10℃的温度结晶，干燥后得纯化的硫酸亚铁。mnmgticahgcu提纯前（ppm）12009870800230150650提纯后（ppm）879560324572提纯物生产的磷酸铁354215111613提纯后硫酸亚铁的杂质元素含量能满足生产电池级磷酸铁的要求。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12