專利名稱：一種制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)化工三廢的治理和利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦。
背景技術(shù)：
硫酸法生產(chǎn)鈦白粉是是將鈦鐵粉與濃硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸亞鈦，經(jīng)水解生成偏鈦酸，再經(jīng)鍛燒、粉碎即得到鈦白粉產(chǎn)品，其化學(xué)反應(yīng)原理為、i^203+3H2S04 == Fe2 (SO4) 3+3H20Ti02+2H2S04 = = Ti (SO4) 2+2H20Fe+Fe2 (SO4) 3 = = 3FeS04Ti (SO4) 2+3H20 == H2TiO3 I +2H2S04,H2TiO3 = Ti O2+H2O.硫酸法生產(chǎn)鈦白粉，其產(chǎn)生的工業(yè)廢渣所含有的主要成分是硫酸，不僅排放量大而且排放濃度也很高。每生產(chǎn)一頓鈦白粉約排出10噸硫酸質(zhì)量百分濃度為10-25%的廢渣，這些廢渣本來可以采取濃縮循環(huán)工藝來制造濃硫酸，但是，存在著耗能高，所用材質(zhì)要求苛刻，硫酸亞鐵分離困難和回收時(shí)雜質(zhì)富集等致命的問題。目前還尚未有較好的辦法來解決鈦白粉的廢酸治理和利用的問題。
發(fā)明內(nèi)容
硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液中所含有的主要成分為硫酸和硫酸亞鐵，其中，硫酸的質(zhì)量含量為10-20%。為了充分利用該廢液，本發(fā)明提供一種制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，該方法將硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液經(jīng)過簡單的加工處理，提取和利用其中的硫酸，充分利用了硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液的潛在價(jià)值，且不產(chǎn)生二次污染，是一個(gè)變廢為寶，經(jīng)濟(jì)適用的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，包括如下具體步驟步驟A 將方錳石磨成100-150目的粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液一起投入具有加熱裝置的浸泡罐(1)，浸泡8-10小時(shí)，浸泡溫度為60-80°C，經(jīng)抽濾機(jī)( 抽濾浸泡液，得到澄清的濾液和濾渣；步驟B 澄清的濾液中加入氫氧化錳除雜，過濾，得到純凈的硫酸錳溶液；步驟C 將純凈的硫酸錳溶液送入減壓蒸餾器一(3)中減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)洗滌機(jī)一(4)洗滌、干燥器一(5)、粉碎機(jī)一(6)粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品(7)；步驟D 將純凈的硫酸錳溶液與磷酸鈣溶液以硫酸錳和磷酸鈣的純物質(zhì)的摩爾含量之比為1 0.27-0. 4投入耐腐蝕反應(yīng)器(8)，攪拌下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，得到含磷酸錳和硫酸鈣的混合物，經(jīng)過濾器二⑶)過濾，得到硫酸鈣濾餅和磷酸錳濾液；
步驟E 將磷酸錳濾液送去減壓蒸餾器二(10)蒸餾為磷酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到磷酸錳水合物，磷酸錳水合物經(jīng)過干燥器二(11)、粉碎機(jī)二(1 粉碎得到磷酸錳晶體產(chǎn)品(13)；步驟F 將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌機(jī)二(14)洗滌、干燥器三(1 、粉碎機(jī)三(16)粉碎、 得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品(17)。本發(fā)明所述制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法，其化學(xué)反應(yīng)原理為MnCHH2SO4 = = = = = MnS04+H203MnS04+Ca3 (PO3) 2+6H20 = = = = = Mn3 (PO3) 2+3CaS04 · 2H20本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明所述制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法，充分利用了硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液的潛在價(jià)值，且不產(chǎn)生二次污染，是一個(gè)變廢為寶，經(jīng)濟(jì)適用的方法。該方法操作簡單，設(shè)備投資少，值得推廣應(yīng)用。
圖1為本發(fā)明所述制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法的工藝流程圖，其中，(1) 浸泡罐，(2)抽濾機(jī)，(3)減壓蒸餾器一，(4)洗滌機(jī)一，(5)干燥器一，(6)粉碎機(jī)一，(7)硫酸錳晶體產(chǎn)品，(8)耐腐蝕反應(yīng)器，(9)過濾器二，(10)減壓蒸餾器二，(11)干燥器二，(12) 粉碎機(jī)二，(1 磷酸錳晶體產(chǎn)品，(14)洗滌機(jī)二，(1 干燥器三，(16)粉碎機(jī)三，(17)兩水硫酸鈣產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 參照?qǐng)D1，一種制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，包括如下具體步驟步驟A 取500kg硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液，調(diào)整其中含有的硫酸的質(zhì)量濃度為 18%，將方錳石磨成100目的粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液一起投入具有加熱裝置的浸泡罐(1)，浸泡8小時(shí)，浸泡溫度為60°C，經(jīng)抽濾機(jī)( 抽濾浸泡液，得到澄清的濾液和濾渣；步驟B 澄清的濾液中加入氫氧化錳除雜，過濾，得到純凈的硫酸錳溶液；步驟C 將純凈的硫酸錳溶液送入減壓蒸餾器一(3)中減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)洗滌機(jī)一(4)洗滌、干燥器一(5)、粉碎機(jī)一(6)粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品(7)，其含有的硫酸錳的純物質(zhì)的質(zhì)量為138. 67kg ；步驟D 將純凈的硫酸錳溶液與磷酸鈣溶液以硫酸錳和磷酸鈣的純物質(zhì)的摩爾含量之比為1 0.27投入耐腐蝕反應(yīng)器(8)，攪拌下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，得到含磷酸錳和硫酸鈣的混合物，經(jīng)過濾器二⑶)過濾，得到硫酸鈣濾餅和磷酸錳濾液；步驟E 將磷酸錳濾液送去減壓蒸餾器二(10)蒸餾為磷酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到磷酸錳水合物，磷酸錳水合物經(jīng)過干燥器二(11)、粉碎機(jī)二(1 粉碎得到磷酸錳晶體產(chǎn)品(13)，其含有的磷酸錳的純物質(zhì)的質(zhì)量為80. 09kg ；步驟F 將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌機(jī)二(14)洗滌、干燥器三(1 、粉碎機(jī)三(16)粉碎、得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品(17)，其含有的兩水硫酸鈣的純物質(zhì)的質(zhì)量為126. 37kg。實(shí)施例2 參照?qǐng)D1，一種制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，包括如下具體步驟步驟A 取500kg硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液，調(diào)整其中含有的硫酸的質(zhì)量濃度為 20%，將方錳石磨成120目的粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液一起投入具有加熱裝置的浸泡罐(1)，浸泡9小時(shí)，浸泡溫度為70°C，經(jīng)抽濾機(jī)( 抽濾浸泡液，得到澄清的濾液和濾渣；步驟B 澄清的濾液中加入氫氧化錳除雜，過濾，得到純凈的硫酸錳溶液；步驟C 將純凈的硫酸錳溶液送入減壓蒸餾器一(3)中減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)洗滌機(jī)一(4)洗滌、干燥器一(5)、粉碎機(jī)一(6)粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品(7)，其含有的硫酸錳的純物質(zhì)的量為154. 08kg ；步驟D 將純凈的硫酸錳溶液與磷酸鈣溶液以硫酸錳和磷酸鈣的純物質(zhì)的摩爾含量之比為1 0.33投入耐腐蝕反應(yīng)器(8)，攪拌下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，得到含磷酸錳和硫酸鈣的混合物，經(jīng)過濾器二⑶)過濾，得到硫酸鈣濾餅和磷酸錳濾液；步驟E 將磷酸錳濾液送去減壓蒸餾器二(10)蒸餾為磷酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到磷酸錳水合物，磷酸錳水合物經(jīng)過干燥器二(11)、粉碎機(jī)二(1 粉碎得到磷酸錳晶體產(chǎn)品(13)，其含有的磷酸錳的純物質(zhì)的質(zhì)量為108. 76kg ；步驟F 將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌機(jī)二(14)洗滌、干燥器三(1 、粉碎機(jī)三(16)粉碎、 得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品(17)，其含有的兩水硫酸鈣的純物質(zhì)的質(zhì)量為175.51kg。實(shí)施例3 參照?qǐng)D1，一種制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法，其原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，包括如下具體步驟步驟A 取500kg硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液，調(diào)整其中含有的硫酸的質(zhì)量濃度為 30%，將方錳石磨成150目的粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液一起投入具有加熱裝置的浸泡罐(1)，浸泡10小時(shí)，浸泡溫度為80°C，經(jīng)抽濾機(jī)( 抽濾浸泡液，得到澄清的濾液和濾渣；步驟B 澄清的濾液中加入氫氧化錳除雜，過濾，得到純凈的硫酸錳溶液；步驟C 將純凈的硫酸錳溶液送入減壓蒸餾器一(3)中減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)洗滌機(jī)一(4)洗滌、干燥器一(5)、粉碎機(jī)一(6)粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品(7)，其含有的硫酸錳的純物質(zhì)的量為231. 12kg ；步驟D 將純凈的硫酸錳溶液與磷酸鈣溶液以硫酸錳和磷磷酸鈣的純物質(zhì)的摩爾含量之比為1 0.40投入耐腐蝕反應(yīng)器(8)，攪拌下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，得到含磷酸錳和硫酸鈣的混合物，經(jīng)過濾器二⑶)過濾，得到硫酸鈣濾餅和磷酸錳濾液；步驟E 將磷酸錳濾液送去減壓蒸餾器二(10)蒸餾為磷酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到磷酸錳水合物，磷酸錳水合物經(jīng)過干燥器二(11)、粉碎機(jī)二(1 粉碎得到磷酸錳晶體產(chǎn)品(13)，其含有的磷酸錳的純物質(zhì)的質(zhì)量為197. 76kg ；
步驟F 將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌機(jī)二(14)洗滌、干燥器三(1 、粉碎機(jī)三(16)粉碎、 得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品(17)，其含有的兩水硫酸鈣的純物質(zhì)的質(zhì)量為沈3. 27kg。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法，其特征在于，所用原料為用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液和錳礦，包括如下具體步驟步驟A 將方錳石磨成100-150目的粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉所得廢液一起投入具有加熱裝置的浸泡罐(1)，浸泡8-10小時(shí)，浸泡溫度為60-80°C，經(jīng)抽濾機(jī)( 抽濾浸泡液，得到澄清的濾液和濾渣；步驟B 澄清的濾液中加入氫氧化錳除雜，過濾，得到純凈的硫酸錳溶液； 步驟C:將純凈的硫酸錳溶液送入減壓蒸餾器一 C3)中減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)洗滌機(jī)一(4)洗滌、干燥器一(5)、粉碎機(jī)一(6)粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品(7)；步驟D 將純凈的硫酸錳溶液與磷酸鈣溶液以硫酸錳和磷酸鈣的純物質(zhì)的摩爾含量之比為1 0.27-0. 4投入耐腐蝕反應(yīng)器(8)，攪拌下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，得到含磷酸錳和硫酸鈣的混合物，經(jīng)過濾器二⑶)過濾，得到硫酸鈣濾餅和磷酸錳濾液；步驟E 將磷酸錳濾液送去減壓蒸餾器二(10)蒸餾為磷酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到磷酸錳水合物，磷酸錳水合物經(jīng)過干燥器二(11)、粉碎機(jī)二(1 粉碎得到磷酸錳晶體產(chǎn)品 (13)；步驟F 將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌機(jī)二(14)洗滌、干燥器三(15)、粉碎機(jī)三(16)粉碎、得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品(17)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備硫酸錳、磷酸錳及硫酸鈣的方法，將方錳石磨成粗粉，和硫酸法生產(chǎn)鈦白粉于為60-80℃浸泡8-10小時(shí)，經(jīng)抽濾得到澄清的濾液，加入氫氧化錳除雜，得到純凈的硫酸錳溶液；純凈的硫酸錳溶液經(jīng)減壓蒸餾為硫酸錳飽和溶液，冷卻，析出含有結(jié)晶水的硫酸錳晶體，再經(jīng)干燥粉碎、得到硫酸錳晶體產(chǎn)品；將純凈的硫酸錳溶液與磷酸鈣溶液攪拌下反應(yīng)，過濾反應(yīng)產(chǎn)物，得到硫酸鈣濾餅和磷酸錳濾液，磷酸錳濾液減壓蒸餾為磷酸錳飽和溶液，冷卻結(jié)晶得到磷酸錳水合物，經(jīng)干燥、粉碎得到磷酸錳晶體產(chǎn)品；將硫酸鈣濾餅經(jīng)洗滌、干燥、粉碎、得到兩水硫酸鈣產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C01F11/46GK102249340SQ20101059817
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者王嘉興 申請(qǐng)人:王莉