王貞超 陳潔
【摘 要】FeSO4·7H2O是硫酸法制備鈦白粉的副產物,生產流程減少經濟收益,不能有效利用資源,對環境造成壓力。本文對硫酸亞鐵副產物的回收利用現狀進行總結,旨在為今后鈦白副產物的回收利用提供參考。
【關鍵詞】二氧化鈦;硫酸亞鐵;回收利用
二氧化鈦(鈦白)是一種重要的化工顏料,廣泛用于涂料、塑料、造紙、化纖、橡膠和日化等行業,其生產工藝主要有氯化法和硫酸法[1]。本文則對硫酸法產生的硫酸亞鐵副產物的回收利用現狀進行簡述如下。
一、精制硫酸亞鐵
目前提純硫酸亞鐵的方法很多,如重結晶法、水解析出法、絮凝劑分離法和超濾法[2]等。寧運金等[3]發明了新型的FeSO4精制工藝,能有效去除副產物中含有的Si、Mn、Ti以及Al等硫酸鹽雜質。
二、氧化鐵系顏料的制備
若從硫酸亞鐵制備赤鐵礦,則需要從二價鐵離子氧化成三價鐵離子,常用的有兩種,一種方法為直接煅燒,另外一種則直接在水相中氧化。然而,水相中氧化則是較為環保和節能的一種手段。但是,若擬直接從較高酸度的環境下完成氧化,則需要高溫、高壓、硝酸或者有效的氧化劑存在條件下,方能有效進行。從經濟和環境友好的角度考慮,開發有效的氧化劑來提高氧化效率是最重要的手段。當前,嗜酸氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)是最有效的催化Fe2+至Fe3+的催化劑,Li [4-5]等報道了采用此類催化劑的水相氧化法。此外,還有氨中和法代表的濕法和煅燒干法制備氧化鐵紅[6]。
三、肥料的開發利用
硫酸亞鐵可以制備化肥的種類較多,有磷肥、硫酸鉀肥、亞鐵肥和硫酸銨肥料[7]。硫酸鉀肥則采用硫酸鐵鉀轉化法、直接中和法、氧化鈣復分解法、固相配位法、硫酸鉀銨法以及熱解法和鉀石膏法等;亞鐵肥則可以調節土壤的酸堿度,促進葉綠素的合成;硫酸銨肥則用于基肥、追肥和種肥。
四、精細化學品的應用
采用氯氣為氧化劑,制備六價的高鐵酸鹽,為水質的凈化和工業廢水凈化提供原料;高溫煅燒制備鐵酸鎂;將硫酸亞鐵與電池級草酸亞鐵結合起來,對副產物進行提純,制備電池級草酸亞鐵;采用氧化法制備混凝劑聚合硫酸鐵;經過氧化氫水解、洗滌、煅燒制備二氧化鈦、鈦酸鋰和磷酸鐵鋰;通過凈化除雜,用雙氧水為氧化劑,再加入磷酸、表面活性劑,制備超細磷酸鐵;利用低品位的軟錳礦粉,得到高純二氧化錳產品。
本文針對副產硫酸亞鐵的回收利用進行簡述,生產上若以適當方式對鈦白粉生產過程中排放的廢酸和七水硫酸亞鐵加以利用,回收其蘊含的硫、鐵資源,則可以形成既能解決環境問題,又能提高經濟效益的良性鈦白生產工藝。
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