钛白副产硫酸亚铁的除杂装置和氧化铁颜料的制备装置的制作方法

1.本实用新型涉及化工技术领域，具体而言，涉及钛白副产硫酸亚铁的除杂装置和氧化铁颜料的制备装置。


背景技术：

2.近年来，我国氧化铁红需求量不断增加，年增长率高达107％，远远高于整个氧化铁颜料36.6％的增长率，是仅次于铁黑和铁黄的铁系颜料。
3.硫酸法生产钛白颜料是以钛铁矿(fetio3)为原料，用硫酸分解矿石，钛和铁均成为硫酸盐而溶解，随后铁以硫酸亚铁(feso4·
7h2o)的形式结晶析出，与钛液分离，成为该法生产钛白的主要副产品。硫酸亚铁又称绿矾，是硫酸法钛白粉生产中的固体废弃物。生产1t钛白粉，约产生3～3.2t的七水硫酸亚铁。
4.但是，硫酸亚铁本身价值并不高，如何将钛白副产硫酸亚铁进行有效利用，是有待解决的问题。并且，钛白副产硫酸亚铁溶解于水后ph值较低，一般在0.5左右，不利于水解除钛。若通过添加碱调节ph值，则会提高除杂成本。
5.有鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

6.本实用新型的第一目的在于提供一种钛白副产硫酸亚铁的除杂装置，其中的反应装置用于作为钛白副产硫酸亚铁溶液与还原钛铁矿的反应容器，反应后混合物料的ph升高，会促进铝离子和钛酰离子(tio
2
)水解；然后将反应后的液体物料置于絮凝沉淀装置中进行絮凝沉淀，再输送至第一固液分离装置进行固液分离，即得到除杂后的硫酸亚铁溶液；同时，将反应后得到的固体物料输送至第二固液分离装置，即得到人造金红石。该装置可大大降低钛白副产硫酸亚铁的除杂成本。
7.本实用新型的第二目的在于提供一种氧化铁颜料的制备装置，该装置具有结构简单、操作方便、成本低等优点。
8.为了实现本实用新型的上述目的，特采用以下技术方案：
9.本实用新型提供了一种钛白副产硫酸亚铁的除杂装置，包括依次连接的反应装置，絮凝沉淀装置，第一固液分离装置和硫酸亚铁溶液储存装置；
10.所述反应装置还连接有第二固液分离装置；
11.所述第二固液分离装置还连接有人造金红石储存装置；
12.其中，所述反应装置用于作为钛白副产硫酸亚铁溶液与还原钛铁矿的反应容器；
13.所述絮凝沉淀装置用于作为进行絮凝沉淀的容器。
14.在上述技术方案中，进一步地，所述反应装置内还设置有第一搅拌装置。
15.在上述技术方案中，进一步地，所述反应装置的顶端设置有钛白副产硫酸亚铁入料口、入水口和还原钛铁矿入料口；
16.和/或，所述反应装置的顶端设置有蒸汽入口，所述蒸汽入口用于通入蒸汽，以提
高所述反应装置内的温度。
17.在上述技术方案中，进一步地，所述除杂装置还包括絮凝剂溶液入料口，所述絮凝剂溶液入料口设置在所述絮凝沉淀装置的顶端；
18.和/或，所述絮凝剂溶液入料口设置在所述反应装置和所述絮凝沉淀装置之间。
19.在上述技术方案中，进一步地，所述絮凝沉淀装置内还设置有第二搅拌装置。
20.在上述技术方案中，进一步地，在所述第二固液分离装置和所述人造金红石储存装置之间还设置有干燥装置。
21.在上述技术方案中，进一步地，所述第二固液分离装置的底端还设置有出液口，所述絮凝沉淀装置的底端还设置有入液口，所述出液口与所述入液口相连接。
22.在上述技术方案中，进一步地，所述第一固液分离装置和/或所述第二固液分离装置包括压滤机。
23.在上述技术方案中，进一步地，所述压滤机包括板框压滤机、厢式压滤机、立式压滤机和带式压滤机中的至少一种。
24.本实用新型还提供了一种氧化铁颜料的制备装置，包括如上所述的钛白副产硫酸亚铁的除杂装置。
25.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
26.本实用新型所提供的钛白副产硫酸亚铁的除杂装置，其中的反应装置用于作为钛白副产硫酸亚铁溶液与还原钛铁矿的反应容器，反应后混合物料的ph升高，会促进铝离子和钛酰离子水解，以达到除杂的目的。将反应后的液体物料置于絮凝沉淀装置中进行絮凝沉淀，再输送至第一固液分离装置进行固液分离，即得到除杂后的硫酸亚铁溶液。同时，将反应后得到的固体物料输送至第二固液分离装置，即得到人造金红石。该装置可大大降低钛白副产硫酸亚铁的除杂成本。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型提供的钛白副产硫酸亚铁的除杂装置的结构示意图；
29.图2为本实用新型提供的钛白副产硫酸亚铁的除杂装置的另一结构示意图；
30.图3为本实用新型提供的钛白副产硫酸亚铁的除杂装置的又一结构示意图。
31.附图标记：
32.1-反应装置；
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11-第一搅拌装置；
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12-钛白副产硫酸亚铁入料口；
33.13-入水口；
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14-还原钛铁矿入料口；
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15-蒸汽入口；
34.2-絮凝沉淀装置；
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21-第二搅拌装置；
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22-入液口；
35.3-第一固液分离装置； 4-硫酸亚铁溶液储存装置；5-第二固液分离装置；
36.51-出液口；
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6-人造金红石储存装置；
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7-絮凝剂溶液入料口；
37.8-干燥装置。
具体实施方式
38.下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
41.本实用新型提供了一种钛白副产硫酸亚铁的除杂装置，如图1所示，包括依次连接的反应装置1，絮凝沉淀装置2，第一固液分离装置3和硫酸亚铁溶液储存装置4。
42.所述反应装置1还连接有第二固液分离装置5。
43.所述第二固液分离装置5还连接有人造金红石储存装置6。
44.其中，所述反应装置1用于作为钛白副产硫酸亚铁溶液与还原钛铁矿的反应容器。
45.所述絮凝沉淀装置2用于作为进行絮凝沉淀的容器。
46.本实用新型所提供的钛白副产硫酸亚铁的除杂装置包括反应装置1，絮凝沉淀装置2，第一固液分离装置3，硫酸亚铁溶液储存装置4，第二固液分离装置5和人造金红石储存装置6。其中，反应装置1用于作为钛白副产硫酸亚铁溶液与还原钛铁矿的反应容器。
47.所述钛白副产硫酸亚铁溶液为硫酸法生产钛白颜料过程中的副产品七水硫酸亚铁晶体经过溶解得到；所述钛白副产硫酸亚铁溶液中的阳离子包括钛酰离子、铝离子、亚铁离子和氢离子。
48.还原钛铁矿是指钛铁矿经过高温还原后得到的还原钛铁矿，主要成分为tio2和金属fe。
49.具体地，还原钛铁矿中的铁会与硫酸亚铁溶液中的氢离子发生置换反应，同时硫酸亚铁溶液中的钛酰离子和铝离子发生水解反应。
50.反应后混合物料的ph会升高，从而会促进铝离子和钛酰离子(tio
2
)水解。水解后的颗粒会悬浮在上清液中，因此将水解后的上清液与絮凝剂溶液置于絮凝沉淀装置2种进行絮凝沉淀，能使水解后的颗粒进行沉降，然后再输送至第一固液分离装置3进行固液分离，即得到除杂后的硫酸亚铁溶液；同时，将反应后得到的固体物料输送至第二固液分离装置5，即得到人造金红石。
51.由于还原钛铁矿的密度较大，因此混合物料中的还原钛铁矿容易沉淀在反应装置1的底部，因此容易分离得到上清液(即液体物料)和渣(即固体物料，但是渣中含有一部分液体)。
52.因此，该装置在制得除杂后的硫酸亚铁溶液的同时，还得到了人造金红石，降低了钛白副产硫酸亚铁的除杂成本。
53.且该装置得到的除杂后的硫酸亚铁溶液可用于制得氧化铁颜料，从而降低氧化铁颜料的生产成本。
54.此外，该装置结构简单，且容易操作。
55.在上述技术方案中，进一步地，所述反应装置1内还设置有第一搅拌装置11。
56.所述第一搅拌装置11可使钛白副产硫酸亚铁溶液和还原钛铁矿混合均匀，从而有利于反应充分进行。
57.在上述技术方案中，进一步地，如图2所示，所述反应装置1的顶端设置有钛白副产硫酸亚铁入料口12、入水口13和还原钛铁矿入料口14。
58.在反应之前，需要将各原料加入反应装置1内。
59.其中，所述钛白副产硫酸亚铁入料口12用于将钛白副产硫酸亚铁加入反应装置1内；所述入水口13用于将水加入所述反应装置1内。这两种物质混合后即得到钛白副产硫酸亚铁溶液。
60.所述还原钛铁矿入料口14用于将还原钛铁矿加入所述反应装置1内。
61.和/或，所述反应装置1的顶端设置有蒸汽入口15，所述蒸汽入口15用于通入蒸汽，以提高所述反应装置1内的温度。
62.在上述技术方案中，进一步地，如图2所示，所述除杂装置还包括絮凝剂溶液入料口7，所述絮凝剂溶液入料口7设置在所述絮凝沉淀装置2的顶端。
63.和/或，如图3所示，所述絮凝剂溶液入料口7设置在所述反应装置1和所述絮凝沉淀装置2之间。
64.其中，所述絮凝剂溶液入料口7用于加入絮凝剂溶液。
65.若将所述絮凝剂溶液入料口7设置在所述反应装置1和所述絮凝沉淀装置2之间，则所述絮凝剂溶液和所述上清液在输送过程中即可混合均匀，这样有利于后续进行絮凝沉淀。
66.在上述技术方案中，进一步地，如图2所示，所述絮凝沉淀装置2内还设置有第二搅拌装置21。
67.若所述絮凝剂溶液入料口7设置在所述絮凝沉淀装置2的顶端，则可通过在所述絮凝沉淀装置2内设置第二搅拌装置21，使絮凝剂溶液和上清液混合均匀。
68.在上述技术方案中，进一步地，如图3所示，在所述第二固液分离装置5和所述人造金红石储存装置6之间还设置有干燥装置8。
69.所述干燥装置用于将得到的所述人造金红石进行干燥。
70.在上述技术方案中，进一步地，如图3所示，所述第二固液分离装置5的底端还设置有出液口51，所述絮凝沉淀装置2的底端还设置有入液口22，所述出液口51与所述入液口22相连接。
71.所述第二固液分离装置5进行固液分离后得到的液体物料可通过所述出液口51输
送至所述絮凝沉淀装置2的入液口22，以进一步回收硫酸亚铁溶液。
72.在上述技术方案中，进一步地，所述第一固液分离装置3和/或所述第二固液分离装置5包括压滤机。
73.所述第一固液分离装置3和/或所述第二固液分离装置5均用于进行固液分离。
74.其中，压滤机利用一种特殊的过滤介质，对对象施加一定的压力，使得液体渗析出来的一种机械设备，是一种固液分离设备。
75.在上述技术方案中，进一步地，所述压滤机包括板框压滤机、厢式压滤机、立式压滤机和带式压滤机中的至少一种。
76.在本实用新型一些优选的实施方式中，所述压滤机为带式压滤机。
77.本实用新型还提供了一种氧化铁颜料的制备装置，包括如上所述的钛白副产硫酸亚铁的除杂装置。
78.该装置具有结构简单，容易操作，以及成本低等优点。
79.尽管已用具体实施例来说明和描述了本实用新型，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本实用新型范围内的所有这些替换和修改。