阅读说明：本技术 钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法 (Method for preparing polymeric ferric sulfate from ferrous mother liquor of titanium dioxide byproduct ) 是由 许志远 李中和 郭小七 张建军 李明元 刘土山 刘元元 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法,包括以下步骤：1)将钛白粉生产副产物硫酸亚铁配置成硫酸亚铁的浓度为600-650g/l,升温至70-85℃,用氢氧化钠溶液将硫酸亚铁溶液的pH提高到4-6,加入硫化亚铁粉末,在70-85℃下反应1-3小时；2)将反应结束后的溶液降温至40-45℃,加入絮凝剂后进行过滤,得到滤渣和硫酸亚铁滤液；3)对滤液进行酸化处理,得到pH值为1-2.5的混合液；4)强力搅拌条件下加入氧化剂,40-70℃反应1-3h,得到聚合硫酸铁。本发明制的聚合硫酸铁符合GB14591-2006水处理剂聚合硫酸铁要求,有效处理了钛白粉生产过程中的副产物,实现双赢。(The invention provides a method for preparing polymeric ferric sulfate from a ferrous mother liquor of a titanium dioxide byproduct, which comprises the following steps: 1) preparing a byproduct ferrous sulfate in titanium dioxide production into a ferrous sulfate solution with the concentration of 600-650g/l, heating to 70-85 ℃, increasing the pH value of the ferrous sulfate solution to 4-6 by using a sodium hydroxide solution, adding ferrous sulfide powder, and reacting for 1-3 hours at 70-85 ℃; 2) cooling the solution after the reaction to 40-45 ℃, adding a flocculating agent, and filtering to obtain filter residue and ferrous sulfate filtrate; 3) acidifying the filtrate to obtain a mixed solution with a pH value of 1-2.5; 4) adding an oxidant under the condition of strong stirring, and reacting for 1-3h at 40-70 ℃ to obtain the polymeric ferric sulfate. The polymeric ferric sulfate prepared by the invention meets the requirements of GB14591-2006 water treatment agent polymeric ferric sulfate, effectively treats byproducts in the production process of titanium dioxide and realizes win-win.)

钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法

技术领域

本发明属于聚合硫酸铁制备技术领域，尤其涉及钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法。

背景技术

聚合硫酸铁(简称“聚铁”)同聚合氯化铝一样，都是目前世界上最广泛被用作工业污水废水处理的无机混凝剂，其分别隶属于铁系与铝系，聚合硫酸铁因其具有去除废水中的悬浮物、除COD和BOD、去除酚苯等有机物和其他有害杂质(如：硫化物、氰化物和部分磷化物) 及重金属的功效，故聚合硫酸铁在我国多个行业废水处理中被广泛采用。但是聚合硫酸铁的生产工艺复杂，生产成本较高。

近年来随着中国钛白粉生产量的快速增长，钛白粉生产副产物硫酸亚铁剧增。这些硫酸亚铁由于含有铅、镉、铬、锰、镍等重金属且溶解于水后使得水颜色变浑，影响水的品质，故需要妥善保存，需要耗费大量的土地和管理费用。利用钛白粉生产副产物硫酸亚铁制备聚合硫酸铁，可以大大减低其生产成本，同时还能有效处理钛白粉生产的副产品，实现双赢。

发明内容

本发明的目的在于提供钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：

1)除杂，将钛白粉生产副产物硫酸亚铁加入去离子水中，配置成硫酸亚铁的浓度为600-650g/l，然后升温至温度为70-85℃，用氢氧化钠溶液将硫酸亚铁溶液的pH提高到4-6，然后加入硫化亚铁粉末，在 70-85℃下反应1-3小时；

2)絮凝过滤，将反应结束后的溶液降温至温度为40-45℃，加入絮凝剂，每立方的硫酸亚铁溶液中絮凝剂的加入量为0.5-1g，絮凝搅拌20-60分钟后澄清20-60分钟，然后进行过滤，得到滤渣和硫酸亚铁滤液；

3)酸化：使用硫酸水溶液对步骤2)中硫酸亚铁滤液进行酸化处理，得到pH值为1-2.5的混合液；

4)氧化聚合：强力搅拌条件下加入氧化剂，40-70℃，反应1-3h，即得到聚合硫酸铁产品。

进一步的，步骤2)中所述滤渣为钴、镍、锌、铜、铅、镉等重金属离子的硫化物。

进一步的，所说絮凝剂为聚合硫酸铁，所述絮凝剂配置成的溶液的浓度为0.01-10％wt。

进一步的，步骤4)中氧化剂为Na₂S₂O₈粉末或双氧水。

进一步的，加入氧化剂Na₂S₂O₈至溶液中二价铁离子与过硫酸根的摩尔比为1：0.1-1.0。

进一步的，加入氧化剂双氧水至混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1：0.5-0.8。

有益效果:本发明加入硫化亚铁来除钴、镍、锌、铜、铅、镉等重金属离子，再经过絮凝过滤得到纯净的硫酸亚铁溶液，然后经过氧化聚合，得到聚合硫酸铁，本发明的方法工艺简单且所制备的聚合硫酸铁混凝剂的混凝效果好，浊度去除率高，可达96.5％，而且所制备的聚合硫酸铁混凝剂的各项指标均符合GB14591-2006水处理剂聚合硫酸铁的要求，同时，有效处理了钛白粉生产过程中的副产物，实现双赢。

具体实施方式

实施例1：钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：

1)除杂，将钛白粉生产副产物硫酸亚铁加入去离子水中，配置成硫酸亚铁的浓度为600g/l，然后升温至温度为70℃，用氢氧化钠溶液将硫酸亚铁溶液的pH提高到4，然后加入硫化亚铁粉末，在70℃下反应1小时；

2)絮凝过滤，将反应结束后的溶液降温至温度为40℃，加入絮凝剂，每立方的硫酸亚铁溶液中絮凝剂的加入量为0.5g，絮凝搅拌20 分钟后澄清20分钟，然后进行过滤，得到滤渣和硫酸亚铁滤液；所述絮凝剂为聚合硫酸铁，所述絮凝剂配置成的溶液的浓度为0.01-10％wt；

3)酸化：使用硫酸水溶液对步骤2)中硫酸亚铁滤液进行酸化处理，得到pH值为1的混合液；

4)氧化聚合：强力搅拌条件下加入Na₂S₂O₈至溶液中二价铁离子与过硫酸根的摩尔比为1：0.1-1.0，40℃条件下，反应1h，即得到聚合硫酸铁产品。

实施例2：钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：

1)除杂，将钛白粉生产副产物硫酸亚铁加入去离子水中，配置成硫酸亚铁的浓度为630g/l，然后升温至温度为75℃，用氢氧化钠溶液将硫酸亚铁溶液的pH提高到5，然后加入硫化亚铁粉末，在75℃下反应1.5小时；

2)絮凝过滤，将反应结束后的溶液降温至温度为45℃，加入絮凝剂，每立方的硫酸亚铁溶液中絮凝剂的加入量为0.8g，絮凝搅拌40 分钟后澄清40分钟，然后进行过滤，得到滤渣和硫酸亚铁滤液；所述絮凝剂为聚合硫酸铁，所述絮凝剂配置成的溶液的浓度为0.01-10％wt；

3)酸化：使用硫酸水溶液对步骤2)中硫酸亚铁滤液进行酸化处理，得到pH值为2的混合液；

4)氧化聚合：强力搅拌条件下加入Na₂S₂O₈至溶液中二价铁离子与过硫酸根的摩尔比为0.1-1.0，50℃条件下，反应1h，即得到聚合硫酸铁产品。

实施例3：钛白粉副产品亚铁母液制备聚合硫酸铁的方法，包括以下步骤：

1)除杂，将钛白粉生产副产物硫酸亚铁加入去离子水中，配置成硫酸亚铁的浓度为650g/l，然后升温至温度为85℃，用氢氧化钠溶液将硫酸亚铁溶液的pH提高到6，然后加入硫化亚铁粉末，在85℃下反应2小时；

2)絮凝过滤，将反应结束后的溶液降温至温度为45℃，加入絮凝剂，每立方的硫酸亚铁溶液中絮凝剂的加入量为1.0g，絮凝搅拌60 分钟后澄清60分钟，然后进行过滤，得到滤渣和硫酸亚铁滤液；所述絮凝剂为聚合硫酸铁，所述絮凝剂配置成的溶液的浓度为0.01-10％wt；

3)酸化：使用硫酸水溶液对步骤2)中硫酸亚铁滤液进行酸化处理，得到pH值为2.5的混合液；

4)氧化聚合：强力搅拌条件下加入Na₂S₂O₈至溶液中二价铁离子与过硫酸根的摩尔比为0.1-1.0，60℃条件下，反应3h，即得到聚合硫酸铁产品。

实施例4：与实施例1的区别在于，步骤4)强力搅拌条件下加入氧化剂双氧水至混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1：0.5。

实施例5：与实施例2的区别在于，步骤4)强力搅拌条件下加入氧化剂双氧水至混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1：0.6。

实施例6：与实施例3的区别，步骤4)强力搅拌条件下加入氧化剂双氧水至混合液中的硫酸亚铁与所述双氧水中的过氧化氢的摩尔比为1：0.8。

以上对本发明进行了示例性描述，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。