钛白粉(二氧化钛,TiO₂)是全球使用广泛的白色颜料,大范围的使用在涂料、塑料、造纸和化妆品等职业。现在,国内约90的钛白粉选用硫酸法出产,在该工艺中,每出产1吨钛白粉约副产3–5吨含硫酸亚铁(FeSO₄)的废液。若不加以处理,不只构成很多铁资源糟蹋,还会因酸性高、含重金属而带来严峻的环境危险。因而,对钛白粉出产的悉数进程中发生的硫酸亚铁进行高效结晶,已成为职业绿色转型的要害环节。但是,实践工程中常面对结晶功率低、晶体搀杂杂质、设备腐蚀阻塞、高级问题,限制了资源化使用的经济性与可持续性。
在硫酸法钛白粉工艺中,钛铁矿经浓硫酸分化后生成硫酸氧钛和硫酸亚铁的混合溶液。经过复原、沉降、过滤等进程,可得到富含Fe²⁺的母液。该母液一般含有150–250 gL的硫酸亚铁,处于过饱和或近饱和状态。
结晶进程的中心是操控溶解度改变。七水硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)的溶解度随温度下降明显减小(例如,从40℃的约40 g100g水降0℃的约15 g100g水)。经过冷却降温,可促进硫酸亚铁以晶体方法分出。常见的结晶方法包含
不管选用何种方法,操控过饱和度、晶核生成速率与晶体生长速率的平衡,是取得高纯度、易别离晶体的要害。
初始Fe²⁺浓度与pH值浓度过低导致结晶量缺乏;pH过低(1.5)会按捺结晶,过高则或许会导致Fe³⁺水解沉积;
降温速率与结尾温度缓慢降温(如1–3℃h)有利于构成大而规矩的晶体,便于后续离心别离;
杂质离子搅扰母液中常含Al³⁺、Mn²⁺、Ti⁴⁺、Cr³⁺等,或许共沉积或包裹晶体,下降产品纯度;
氧化操控Fe²⁺在空气中易被氧化为Fe³⁺,构成黄褐色氢氧化铁胶体,影响晶体色泽与质量,需在慵懒气氛或增加抗氧化剂条件下操作;
设备原料因溶液具强酸性和必定腐蚀性,结晶器、管道宜选用316L不锈钢、FRP内衬或钛材。
相较于直接中和填埋,结晶不只削减危废处置本钱,还发明二次经济价值,契合“以废治废、变废为宝” 的循环经济理念。
合规性验证保证工艺满意钛白粉工业污染物排放规范(GB 25467)及当地环保要求。
宜兴凯斯特环保设备有限公司是一家专心于钛白粉职业副产物资源化研制技能与配备集成的企业,供给包含硫酸亚铁结晶、废酸、废水零排放在内的全体解决方案,已经过ISO 14001环境管理体系认证,并具有环保工程专业承揽资质。
跟着“双碳”战略推进和环保法规趋严,钛白粉职业的清洁出产标准要求逐渐的提高。硫酸亚铁结晶作为要害副产物处理环节,正朝着高效、低耗、高值化方向开展。未来,多级梯度冷却、耦合膜浓缩预处理、晶体描摹智能调控等技能将提高功率与产品的质量。一起,职业亟需树立一致的产品质量衡量原则,推进再生硫酸亚铁在高端范畴的使用。技能途径的挑选应根据科学评价与长时间运转数据,统筹环境效益、资源功率与经济可行性,助力钛白粉工业绿色高水平质量的开展。
