CN106904662B - 一种生产颗粒硫酸亚铁的装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种生产颗粒硫酸亚铁的装置，涉及一种钛白粉制备中副产物的处理装置，包括七水亚铁固体进料装置，其上连接有加热转窑，加热转窑的一端为进料口，加热转窑的另一端连接有漏斗窑尾，其上连接有煅烧室，煅烧室上连接有空气输送装置和天然气输送装置，漏斗窑尾上还设有热七水亚铁输送装置，还设有喷头，喷头接入漏斗窑尾，漏斗窑尾底部下料口连接有漏斗窑头，漏斗窑头上连接有冷却转窑，冷却转窑的出料口连接到块状一水亚铁收集装置，漏斗窑头上连接有废气回收装置，漏斗窑头底部下料口设置有残余液回收装置,进料口与出料口之间通过管道连接，本发明所述装置结构简单实用，得到硫酸亚铁肥料，应用范围广泛，加热转窑的保温效果优良，降低生产成本、提高工作效率。

Description

一种生产颗粒硫酸亚铁的装置

技术领域

本发明涉及一种钛白粉制备中副产物的处理装置，特别是一种生产颗粒硫酸亚铁的装置。

背景技术

钛白粉(英文名称：titanium dioxide)，主要成分为二氧化钛(TiO₂)的白色颜料。学名为：二氧化钛(titanium dioxide)，分子式为TiO₂，是一种多晶化合物，其质点呈规则排列，具有格子构造。钛白粉是一种白色颜料，广泛应用于涂料、化纤、橡胶、搪瓷、陶瓷、塑料、造纸、印刷油墨、电子陶瓷、玻璃、焊条、化妆品等工业。

硫酸亚铁是硫酸法生产钛白粉的副产物，生产钛白粉的副产物七水硫酸亚铁成为硫酸法钛白工业沉重的负担。副产物硫酸亚铁产生于钛白粉生产过程中的硫酸酸解工序，该工序中的矿与硫酸反应制得、同时产生了副产物FeSO₄。不同的生产厂家，因原料、生产工艺和设备不同，其硫酸亚铁的杂质含量差别较大，但FeSO₄·7H₂O的含量一般都在88％以上，其主要成分是硫酸亚铁，还含有其他杂质。硫酸法生产钛白粉所产生的副产物及三废对环境影响很大。

近年来世界上以硫酸法生产钛白粉的大型装置陆续停产，西班牙的陶氏化学公司就是其中之一。目前，国外已有许多企业实现了钛白副产硫酸亚铁生产氧化铁颜料的工业化生产。我国氧化铁颜料的生产主要以废铁皮为原料，这在一定程度上限制了氧化铁生产的发展。国内较大的钛白粉生产企业基本上采用硫酸法生产钛白，副产硫酸亚铁量很大，每生产钛白粉约要排出浓废酸，其中含有七水硫酸亚铁，但其回收利用率很低，因而成为制约生产钛白粉的瓶颈。目前，从钛白粉副产物中提取硫酸亚铁的工艺方法有很多，工艺流程大同小异，大致包括溶解、沉降、过滤、冷却、结晶、干燥等步骤，各种工艺条件日趋成熟，最明显的不同之处在于：使用的沉降剂不同，其沉降剂在使用过程中夹带的杂质以及沉降剂本身引入的杂质不同，对硫酸亚铁晶体的产率有明显的影响，产品纯度及成分结构的控制，因其不同的工艺制备而造成其产品质量参差不齐。

我国现有的铁矿资源越来越紧张，对硫酸亚铁的回收利用不仅可以缓解这一局势，还可以降低生产成本，但如何提高硫酸亚铁的利用率和纯度是目前急需解决的问题。对硫酸亚铁的有效处理，现有三种方法：一是通过提高粉状一水硫酸亚铁产能来进行剩余的七水硫酸亚铁的处理，但因市场容量原因，此方法根本不可行；二是采用掺烧方式，通过现有砂酸装置制备硫酸和铁精粉，但现有砂酸装置仅能满足配酸过程产生的带酸的一水硫酸亚铁的掺烧要求；三是外卖七水硫酸亚铁，由于周边市场原因，仅能处理一部分且受市场影响很大，需求量较小时，离心亚铁必须大量的进行中和处理，增加了钛白粉的生产成本。

转窑是钛白粉生产中能耗大户，其能耗占钛白粉生产总能耗的20％左右，也是热能利用率不高的化工操作单元之一。八十年代化工部组织化工部涂料研究所、第三设计院及部分钛白粉厂，在镇江对1台φ1600的转窑(热源为轻柴油、内衬15cm耐火砖、偏钛酸采用叶滤机脱水、产品为锐钛型)在现场进行了近一星期的测试，得出吨产品能耗为1423.6千焦(340×104大卡)，其中偏钛酸水分蒸发占能耗的30.84％、窑体散热占39.53％、烟气带走热量占22.44％(烟气温度大约250℃)、成品带走热量占6.94％，前三项占总能耗的92.81％。最近山东院对年产4万吨的φ3600×55000转窑(采用天然气加热、隔膜压滤机脱水、烟气温度大约380℃，产品仍为锐钛型)按上述80年代的测试结果，重新换算，得出结果为：吨产品能耗为1034.4千焦，偏钛酸水分蒸发占20.1％，窑体散热占24.97％，烟气带走热量占39.58％，成品带走热量占7.85％。热能利用率有明显的提高，但前三项仍占84.65％，而烟气的热量和成品带走的热量高于80年代φ1600的小窑，这主要是现在的操作工艺尾温高(380～400℃)，产量大所致。在能源日趋紧张的今天，为了更好的对加热转窑进行保温，降低生产成本，迫切需要设计一种保温效果优良的转窑来降低热能的损耗。

为了更好的利用副产物，结合国内外的先进经验，通过大量的实验和市场调查，决定将副产物利用来生产颗粒硫酸亚铁肥料，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，可以有效地改良土壤，去除青苔和地衣，也可以用作农药防治小麦及果树的病变，同时也可用作肥料，是植物制造叶绿素的催化剂，对植物的生长有重要作用。颗粒硫酸亚铁可以有效利用副产硫酸亚铁资源，拓展硫酸亚铁的使用范围和销售途径，提升硫酸亚铁的附加值，减少硫酸亚铁的环保处理压力，减少硫酸亚铁处理对钛白粉生产的影响。为了生产颗粒硫酸亚铁，设计了一套生产颗粒硫酸亚铁的装置。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种生产颗粒硫酸亚铁的装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种颗粒硫酸亚铁的生产装置，其包括七水硫酸亚铁熔融装置，所述七水硫酸亚铁熔融装置包括七水亚铁固体进料装置，所述七水亚铁固体进料装置上连接有加热转窑，所述加热转窑的一端为进料口，所述七水亚铁固体进料装置接入加热转窑的进料口，所述加热转窑的另一端连接有漏斗窑尾，所述漏斗窑尾上连接有煅烧室，所述煅烧室上连接有空气输送装置和天然气输送装置，所述漏斗窑尾上还设有热七水亚铁输送装置，热七水亚铁输送装置上设有喷头，所述喷头接入漏斗窑尾，所述漏斗窑尾底部下料口连接有漏斗窑头，所述漏斗窑头上连接有冷却转窑，所述冷却转窑的出料口连接到块状一水亚铁收集装置，所述漏斗窑头上连接有废气回收装置，所述漏斗窑头底部下料口设置有残余液回收装置,所述进料口与出料口之间通过管道连接，所述加热转窑的中心线与水平方向形成有2-40°的夹角，所述冷却转窑的中心线与水平方向形成有130-178°的夹角，所述加热转窑的中心线与所述冷却转窑的中心线形成2-50°夹角。

作为优选，所述漏斗窑头内部设有过滤筛网。

作为优选，所述过滤筛网的粒径可以调节。滤筛网可以根据实际需要进行调节或者更换。

作为优选，所述喷头为高压喷头，所述喷头材质为耐热不锈钢。耐热不锈钢可以保证喷头在高温高压下任然能正常工作。

作为优选，所述加热转窑包括外壳体，所述外壳体内依次设置有保温层和耐火层，所述耐火层内设置有内筒体，耐火层与内筒体之间形成真空保温空间，所述内筒体内壁上设有扬料条和数个散热孔。可以更好的保温，让加热转窑内部的热量损失最小，让物料在窑内快速干燥，也可以降低生产成本。

作为优选，所述内筒体内壁上设有扬料条有4-8条，均与内筒体中心线呈2-20°夹角。夹角的设置可以更好的将物料倒入时伴随的力使用到最大限度。

作为优选，所扬料条长度为150mm-500mm、位于内筒体进料口一端。位于内筒体的进料口一端可以很好借用的物料倒入时的力进行扬料，物料可以被大面积的抛开，可以让物料在内筒体中干燥的更加充分。

作为优选，所述废气回收装置设有气体吸收装置和吸附装置。所述气体吸收装置可以吸收有毒气体，以免排到大气中污染环境，吸附装置可以吸附废气中的固体颗粒，减少粉尘的排放量。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明所述的装置结构简单实用，可以降低生产成本，提高工作效率。缩短工艺流程。七水硫酸亚铁在一定温度的回转窑内滚动前进的过程中间接被加热，脱去游离水及6个结晶水并自造粒，后经破碎、筛分得成一水(粒状)亚铁产品。用该工艺生产的一水亚铁产品质量稳定、能耗低、不污染环境、没有二次废水排放、便于生产控制和规模化连续生产；且生产一水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。

附图说明

图1是本发明一种钛白粉制备中副产物的处理装置的结构示意图。

图2为图1中加热转窑的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种生产颗粒硫酸亚铁的装置，包括七水硫酸亚铁熔融装置，所述七水硫酸亚铁熔融装置包括七水亚铁固体进料装置8，所述七水亚铁固体进料装置8上连接有加热转窑6，所述加热转窑6的一端为进料口7，所述七水亚铁固体进料装置8接入加热转窑6的进料口7，所述加热转窑6的另一端连接有漏斗窑尾15，所述漏斗窑尾15上连接有煅烧室14，所述煅烧室14上连接有空气输送装置3和天然气输送装置2，所述漏斗窑尾15上还设有热七水亚铁输送装置4，热七水亚铁输送装置4上设有喷头5，所述喷头5接入漏斗窑尾15，所述漏斗窑尾15底部下料口连接有漏斗窑头，所述漏斗窑头上连接有冷却转窑11，所述冷却转窑11的出料口10连接到块状一水亚铁收集装置9，所述漏斗窑头上连接有废气回收装置1，所述漏斗窑头底部下料口设置有残余液回收装置12,所述进料口7与出料口10之间，所述加热转窑6的中心线与水平方向形成有15°的夹角，所述冷却转窑11的中心线与水平方向形成有145°的夹角，所述漏斗窑头内部设有过滤筛网13。所述过滤筛网13的粒径可以调节。所述喷头5为高压喷头，所述喷头材质为耐热不锈钢。所述加热转窑6包括外壳体16，所述外壳体内依次设置有保温层17和耐火层18，所述耐火层18内设置有内筒体20，耐火层18与内筒体20之间形成真空保温空间19，所述内筒体20内壁上设有扬料条22和数个散热孔21。所述内筒体20内壁上设有扬料条22有5条，均与内筒体20中心线呈9°夹角。所扬料条22长度为300mm、位于内筒体20进料口一端。所述废气回收装置1设有气体吸收装置和吸附装置。

该方法获得的产品的相关指标如下表所示：

检验指标	亚铁含量％	总铁含量％	6-12目硬度N
				检验数值	30.50	30.51	12

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。

Claims (2)

1.一种生产颗粒硫酸亚铁的装置，其特征在于：包括七水硫酸亚铁熔融装置，所述七水硫酸亚铁熔融装置包括七水亚铁固体进料装置(8)，所述七水亚铁固体进料装置(8)上连接有加热转窑(6)，所述加热转窑(6)的一端为进料口(7)，所述七水亚铁固体进料装置(8)接入加热转窑(6)的进料口(7)，所述加热转窑(6)的另一端连接有漏斗窑尾(15)，所述漏斗窑尾(15)上连接有煅烧室(14)，所述煅烧室(14)上连接有空气输送装置(3)和天然气输送装置(2)，所述漏斗窑尾(15)上还设有热七水亚铁输送装置(4)，热七水亚铁输送装置(4)上设有喷头(5)，所述喷头(5)接入漏斗窑尾(15)，所述漏斗窑尾(15)底部下料口连接有漏斗窑头，所述漏斗窑头上连接有冷却转窑(11)，所述冷却转窑(11)的出料口(10)连接到块状一水亚铁收集装置(9)，所述漏斗窑头上连接有废气回收装置(1)，所述漏斗窑头底部下料口设置有残余液回收装置(12),所述进料口(7)与出料口(10)之间，所述加热转窑(6)的中心线与水平方向形成有2-40°的夹角，所述冷却转窑(11)的中心线与水平方向形成有130-178°的夹角，所述加热转窑(6)的中心线与所述冷却转窑(11)的中心线形成2-50°夹角；所述加热转窑(6)包括外壳体(16)，所述外壳体内依次设置有保温层(17)和耐火层(18)，所述耐火层(18)内设置有内筒体(20)，耐火层(18)与内筒体(20)之间形成真空保温空间(19)，所述内筒体(20)内壁上设有扬料条(22) 和数个散热孔(21)，所述内筒体(20)内壁上设有扬料条(22)有4-8条，均与内筒体(20)中心线呈2-20°夹角，所扬料条(22)长度为150mm-500mm、位于内筒体(20)进料口一端；所述漏斗窑头内部设有过滤筛网(13)，所述过滤筛网(13)的粒径可以调节；所述废气回收装置(1)设有气体吸收装置和吸附装置。

2.根据权利要求1所述的一种生产颗粒硫酸亚铁的装置，其特征在于：所述喷头(5)为高压喷头，所述喷头材质为耐热不锈钢。