專利名稱：氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)氟化鹽生產(chǎn)和凈水劑生產(chǎn)技術(shù)方法，尤其是涉及氟鈦酸鉀的生產(chǎn)方法和聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
氟鈦酸鉀主要用于制造鋁、鈦、硼合金中的添加劑，用于鋁加工和輕金屬溶煉中，也可用于PP合成的催化劑等方面，是國內(nèi)外制造軍、工、民用鋁材非常重要的原材料。國內(nèi)氟鈦酸鉀年產(chǎn)量約2萬噸，產(chǎn)生氯化鐵廢水約10萬噸，傳統(tǒng)處理方法是加石灰乳中和、絮凝沉淀、壓濾后達(dá)標(biāo)排放，約排放12萬噸廢水。這種處理工藝消耗大量石灰，產(chǎn)生的大量含鐵廢渣。
另外，氫氟酸、鈦鐵礦、氯化鉀生產(chǎn)氟鈦酸鉀現(xiàn)有方法是用清潔水溶氯化鉀，母液量大，母液損失大，母液水含鐵濃度低；母液處理費(fèi)用高，渣量大、處理難度大；聚合氯化鐵其他生產(chǎn)成本高，工藝復(fù)雜，不適合作為氟鈦酸鉀廢水處理的方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，通過將氟鈦酸鉀母液循環(huán)利用提高濃度、除雜，其中的鐵元素經(jīng)過氧化，再堿化、陳化聚合后得到無機(jī)高分子絮凝凈水劑-聚合氯化鐵。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，包括以下步驟
(1)、先在浸出槽里加入定量的氫氟酸和氯化鉀，開啟攪拌，加入理論量的鈦礦，溫度升高至90-105°C浸出，密閉反應(yīng)I. 0-2. 0h，得到氟鈦酸鐵料漿；
(2)、將浸出合格的料漿用泵打入澄清槽，沉降5-24h得到氟鈦酸鐵清液備用，底流渣進(jìn)入污水處理；
(3 )、氯化鉀用氟鈦酸鉀母液溶解，壓濾后清液備用，渣進(jìn)入污水處理；
(4)、將一定量的氟鈦酸鐵清液加入合成槽開啟攪拌，然后30-60min內(nèi)加入計(jì)量的(3)中氯化鉀液，繼續(xù)反應(yīng)20-30min，氟鈦酸鉀結(jié)晶出來；
(5)、將(4)中得到的氟鈦酸鉀料漿液固分離、洗滌得到氟鈦酸鉀濕品，廢水進(jìn)入聚合氯化鐵生產(chǎn)儲存系統(tǒng)；
(6)、步驟(5)中廢水一部分進(jìn)入步驟(3)中氯化鉀溶解循環(huán)利用，一部分進(jìn)入除雜反應(yīng)槽，除雜反應(yīng)槽中加入計(jì)算量的精石灰攪拌10-30min,然后壓濾,濾液進(jìn)入下一步工序，濾渣進(jìn)入固廢處理站；
(7)、上步產(chǎn)生的濾液在攪拌下加入定量氧化劑、穩(wěn)定劑，靜置陳化5-24h得到聚合氯化鐵液體產(chǎn)品。上述步驟(5)中氟鈦酸鉀濕品干燥后得到氟鈦酸鉀成品。進(jìn)一步地，上述步驟(I)中氫氟酸為含HF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18-55%的溶液，鐵礦中含Ti的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-37%，步驟(3)氯化鉀含K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-62%，步驟(6)中精石灰中含CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于72%。更進(jìn)一步地，步驟(6)中進(jìn)入除雜反應(yīng)槽的廢液為通過循環(huán)使用母液溶解氯化鉀使含F(xiàn)e質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%，氧化劑優(yōu)選為雙氧水、堿金屬過氧化物或過碳酸鈉中的一種或兩種配合使用。再進(jìn)一步地，上述浸出槽、澄清槽、合成槽及除雜反應(yīng)槽均密封或設(shè)置水封。本發(fā)明涉及的化學(xué)反應(yīng)式為
nFe2 03*mFe0* (3/2n+m) TiO3+ HF — FeTiF6 + Fe2 (T iF6) 3 + H2O ；
Fe2 (Τ iF6) 3 + 6KC1 — 3K2TiF6 + 2FeCl3 ；·FeTiF6 +2KC1 — K2TiF6 + FeCl2 ；
鈦礦中含二氧化娃(SiO2)除雜過程反應(yīng)式
SiO2 + 6HF — H2SiF6 + 2H20 ；
H2SiF6 + 2KC1 — K2SiF6 + 2HC1 ；
H2SiF6 + 2KF — K2SiF6 + 2 HF ；
廢水處理生產(chǎn)聚合氯化鐵過程反應(yīng)式
2HF+ Ca (OH) 2 — Ca F2+ 2H20 ；
Ca (OH) 2+ 2 HCl — Ca Cl2+ H2O ；nFeCl2+ n/2Na20 2 + ηΗ20 — n (FeCl2)+·η (ΟΗΓ +nNaOH ；nFeClg+nNa OH — η (FeCl2)+·η (OH) ^ + nNaCl ；nFeCl2+ η/2Η20 2 — η (FeCl2)+Ti (OH) ^ ；
由上述對本發(fā)明的描述可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
I、本發(fā)明將氟鈦酸鉀生產(chǎn)過程中的氟鈦酸鉀母液代替清潔水溶解氯化鉀，減少了氟鈦酸鉀母液量，從而減少了氟鈦酸鉀生產(chǎn)中氟、鈦、鉀元素的母液損失，母液循環(huán)利用后，其中的鐵元素含量得到提高，再直接通過氧化、堿化、聚合得到無機(jī)高分子絮凝凈水劑-聚合氯化鐵，聚合氯化鐵適合用于高濁度、高色度的COD、BOD廢水的處理。2、采用本發(fā)明工藝，省去原氟鈦酸鉀生產(chǎn)過程中廢水處理工藝，簡化了原氟鈦酸鉀的生產(chǎn)工藝，降低氟鈦酸鉀生產(chǎn)成本，減少廢水排放，變廢為寶，生產(chǎn)出同樣適用于城市生活廢水和醫(yī)藥廢水處理的無機(jī)絮凝劑，不會產(chǎn)生新的污染。3、本工藝反應(yīng)條件為常壓且無氣體產(chǎn)生，所有槽罐都密封，設(shè)置水封或吸收系統(tǒng)防止物料溫度升高或進(jìn)出物料引起槽罐壓力變化，密閉式反應(yīng)系統(tǒng)能有效防止氟揮發(fā)進(jìn)入大氣。4、本工藝反應(yīng)速度快，反應(yīng)條件溫和，操作條件易于控制，降低能耗、物耗等優(yōu)點(diǎn)，故本工藝具有很好的社會價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。


圖I為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面參照圖I說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
實(shí)施例I
本實(shí)施例使用以下原料
1、氫氟酸含HF 25.3%;
2、氯化鉀含1(20 60. 1%;
3、鈦礦(nFe203.mFe0·(3/2n+m) T i02)含 Ti 29. 5%、Fe34. 8%、Fe2O3 11. 6%,Fe034. 3% ；
4、精石灰含Ca073. 3% ；
5、雙氧水含H20220%。
具體包括以下步驟
(1)先在浸出槽里加入3000Kg氫氟酸和氯化鉀lOOKg，開啟攪拌，將1080Kg的鈦礦加入，密閉繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，浸出溫度達(dá)到98°C ；
(2)將浸出合格的料漿用泵打入澄清槽，沉降除雜16h得到氟鈦酸鐵清液，溫度51°C；
(3)氯化鉀950Kg用4000 Kg含鐵12%的氟鈦酸鉀母液溶解得鉀液，壓濾后清液備用；
(4)將(2)氟鈦酸鐵清液加入合成槽開啟攪拌，然后用60min加入(3)氯化鉀液，繼續(xù)反應(yīng)30min，溫度36 °C ；
(5)將上步得到的氟鈦酸鉀料漿液固分離、洗滌得到氟鈦酸鉀濕品，廢水進(jìn)入下步處
理；
(6)氟鈦酸鉀濕品干燥后得到1290Kg氟鈦酸鉀成品；
(7)上述廢水留4000Kg做溶解氯化鉀用，另外3700 Kg加入135Kg精石灰，攪拌30min，然后壓濾得到清液；
(8)將上述清液攪拌下加入雙氧水400Kg和適量穩(wěn)定劑，攪拌10 min，然后靜置陳化3h，得到聚合氯化鐵溶液；
分析結(jié)果氟鈦酸鉀主含量98. 3%，Si O. 19%，聚合氯化鐵含F(xiàn)elO. 2%、鹽基度65%。實(shí)施例2
本實(shí)施例使用以下原料
1、氫氟酸含HF 33.2%;
2、氯化鉀含1(20 60. 1%;
3、鈦礦(nFe203.mFe0·(3/2n+m) T i02)含 Ti 29. 5%、Fe34. 8%、Fe2O3 11. 6%,Fe034. 3% ；
4、精石灰含Ca073. 3% ；
5、雙氧水含H20220%;
6、過氧化鈉含Na20292. 5%。具體包括以下步驟
(1)先在浸出槽里加入2260Kg氫氟酸和氯化鉀lOOKg，開啟攪拌，將1080Kg的鈦礦加入，密閉繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，浸出溫度達(dá)到100°C ；
(2)將浸出合格的料漿用泵打入澄清槽，沉降除雜20h得到氟鈦酸鐵清液，溫度55°C；
(3)氯化鉀950Kg用4000 Kg含鐵12%的氟鈦酸鉀母液溶解得鉀液，壓濾后清液備用；
(4)將(2)氟鈦酸鐵清液加入合成槽開啟攪拌，然后用40min加入(3)氯化鉀液，繼續(xù)反應(yīng)30min，溫度38 °C ；(5)將上步得到的氟鈦酸鉀料漿液固分離、洗滌得到氟鈦酸鉀濕品，廢水進(jìn)入下步處
理；
(6)氟鈦酸鉀濕品干燥后得到1232Kg氟鈦酸鉀成品；
(7)上述廢水留4000Kg做溶解氯化鉀用，另外2980Kg加入120Kg精石灰，攪拌30min，然后壓濾得到清液；
(8)將上述清液攪拌下加入雙氧水300Kg過氧化鈉50 Kg和適量穩(wěn)定劑，攪拌10min，然后靜置陳化5h，得到聚合氯化鐵溶液；分析結(jié)果氟鈦酸鉀主含量98. 0%，Si O. 16%，聚合氯化鐵含F(xiàn)ell. 4%、鹽基度90%。實(shí)施例3
本實(shí)施例使用以下原料
1、氫氟酸含HF 35.1%;
2、氯化鉀含K2O 61.2%;
3、鈦礦(nFe203.mFe0·(3/2n+m) T i02)含 Ti 30. 5%、Fe33. 6%、Fe2O3 11. 2%,Fe031. 3% ；
4、精石灰含Ca073. 3% ；
5、雙氧水含H20220%。具體包括以下步驟
(1)先在浸出槽里加入2130Kg氫氟酸和氯化鉀90Kg，開啟攪拌，將1050Kg的鈦礦加入，密閉繼續(xù)反應(yīng)2. 5小時(shí)，浸出溫度達(dá)到105°C ；
(2)將浸出合格的料漿用泵打入澄清槽，沉降除雜8h得到氟鈦酸鐵清液，溫度58°C；
(3)氯化鉀950Kg用4000 Kg含鐵12. 5%的氟鈦酸鉀母液溶解得鉀液，壓濾后清液備
用；
(4)將(2)氟鈦酸鐵清液加入合成槽開啟攪拌，然后用30min加入(3)氯化鉀液，繼續(xù)反應(yīng)30min，溫度40°C ；
(5)將上步得到的氟鈦酸鉀料漿液固分離、洗滌得到氟鈦酸鉀濕品，廢水進(jìn)入下步處
理；
(6)氟鈦酸鉀濕品干燥后得到1230Kg氟鈦酸鉀成品；
(7)上述廢水留4000Kg做溶解氯化鉀用，另外2800 Kg加入130Kg精石灰，攪拌30min，然后壓濾得到清液；
(8)將上述清液攪拌下加入雙氧水400Kg和適量穩(wěn)定劑，攪拌10 min然后靜置陳化10h，得到聚合氯化鐵溶液。分析結(jié)果氟鈦酸鉀主含量97. 8%, Si O. 19%，聚合氯化鐵含F(xiàn)ell. 0%、鹽基度50%。實(shí)施例4
本實(shí)施例使用以下原料
1、氫氟酸含HF 35.1%;
2、氯化鉀含K2O 61.2%;
3、鈦礦(nFe203.mFe0·(3/2n+m) T i02)含 Ti 27. 5%、Fe37. 6%、Fe2O3 7. 6%、Fe041. 5% ；
4、精石灰含Ca073. 3% ；5、雙氧水含H20220%。具體包括以下步驟
(1)先在浸出槽里加入2130Kg氫氟酸和氯化鉀90Kg，開啟攪拌，將1200Kg的鈦礦加入，密閉繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，浸出溫度達(dá)到105°C ；
(2)將浸出合格的料漿用泵打入澄清槽，沉降除雜20h得到氟鈦酸鐵清液，溫度55°C；
(3)氯化鉀950Kg用5000 Kg含鐵13. 2 %的氟鈦酸鉀母液溶解得鉀液，壓濾后清液備 用；
(4)將(2)氟鈦酸鐵清液加入合成槽開啟攪拌，然后用30min加入(3)氯化鉀液，繼續(xù)反應(yīng)lOmin，溫度37 0C ；
(5)將上步得到的氟鈦酸鉀料漿液固分離、洗滌得到氟鈦酸鉀濕品，廢水進(jìn)入下步處
理；
(6)氟鈦酸鉀濕品干燥后得到1210Kg氟鈦酸鉀成品；
(7)上述廢水留5000Kg做溶解氯化鉀用，另外2800 Kg加入135Kg精石灰，攪拌30min，然后壓濾得到清液；
(8)將上述清液攪拌下加入雙氧水400Kg和適量穩(wěn)定劑，攪拌10 min，然后靜置陳化10h，得到聚合氯化鐵溶液。分析結(jié)果氟鈦酸鉀主含量98. 3%，Si O. 17%,聚合氯化鐵含F(xiàn)el2. 2%、鹽基度75%。實(shí)施例5
本實(shí)施例使用以下原料
1、氫氟酸含HF 35.1%;
2、氯化鉀含K2O 61.2%;
3、鈦礦(nFe203.mFe0·(3/2n+m) T i02)含 Ti33. 6%、Fe31. 6%、Fe2O3 12. 5%,Fe029. 5% ；
4、精石灰含Ca073. 3% ；
5、過碳酸鈉含 2Na2C03 · 3H20299%。具體包括以下步驟
(1)先在浸出槽里加入2130Kg氫氟酸和氯化鉀lOOKg，開啟攪拌，將990Kg的鈦礦加入，密閉繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，浸出溫度達(dá)到105°C ；
(2)將浸出合格的料漿用泵打入澄清槽，沉降除雜24h得到氟鈦酸鐵清液，溫度52°C；
(3)氯化鉀950Kg用5000 Kg含鐵13. 2 %的氟鈦酸鉀母液溶解得鉀液，壓濾后清液備
用；
(4)將(2)氟鈦酸鐵清液加入合成槽開啟攪拌，然后用30min加入(3)氯化鉀液，繼續(xù)反應(yīng)lOmin，溫度35°C ；
(5)將上步得到的氟鈦酸鉀料漿液固分離、洗滌得到氟鈦酸鉀濕品，廢水進(jìn)入下步處
理；
(6)氟鈦酸鉀濕品干燥后得到1270Kg氟鈦酸鉀成品；
(7)上述廢水留5000Kg做溶解氯化鉀用，另外2700 Kg加入70Kg精石灰，攪拌30min，然后壓濾得到清液；
(8)將上述清液攪拌下加入過碳酸鈉250Kg和適量穩(wěn)定劑，攪拌10 min然后靜置陳化10h，得到聚合氯化鐵溶液。分析結(jié)果氟鈦酸鉀主含量98. 5%，Si O. 15%，聚合氯化鐵含F(xiàn)ell. 2%、鹽基度90%。上述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性 的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求
1.氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟 (1)、先在浸出槽里加入定量的氫氟酸和氯化鉀，開啟攪拌，加入理論量的鈦礦，溫度升高至90-105°C浸出，密閉反應(yīng)I. 0-2. 0h，得到氟鈦酸鐵料漿； (2)、將浸出合格的料漿用泵打入澄清槽，沉降5-24h得到氟鈦酸鐵清液備用，底流渣進(jìn)入污水處理； (3 )、氯化鉀用氟鈦酸鉀母液溶解，壓濾后清液備用，渣進(jìn)入污水處理； (4)、將一定量的氟鈦酸鐵清液加入合成槽開啟攪拌，然后30-60min內(nèi)加入計(jì)量的(3)中氯化鉀液，繼續(xù)反應(yīng)20-30min，氟鈦酸鉀結(jié)晶出來； (5)、將(4)中得到的氟鈦酸鉀料漿液固分離、洗滌得到氟鈦酸鉀濕品，廢水進(jìn)入聚合氯化鐵生產(chǎn)儲存系統(tǒng)； (6)、步驟(5)中廢水一部分進(jìn)入步驟(3)中氯化鉀溶解循環(huán)利用，一部分進(jìn)入除雜反應(yīng)槽，除雜反應(yīng)槽中加入計(jì)算量的精石灰攪拌10_30min,然后壓濾,濾液進(jìn)入下一步工序，濾渣進(jìn)入固廢處理站； (7)、上步產(chǎn)生的濾液在攪拌下加入定量氧化劑、穩(wěn)定劑，靜置陳化5-24h得到聚合氯化鐵液體產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求I所述的氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(O中氫氟酸為含HF質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18-55%的溶液，鐵礦中含Ti的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25-37%。
3.如權(quán)利要求I所述的氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(3)所述氯化鉀含K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40-62%。
4.如權(quán)利要求I所述的氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(5)中氟鈦酸鉀濕品干燥后得到氟鈦酸鉀成品。
5.如權(quán)利要求I所述的氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(6)中精石灰中含CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于72%。
6.如權(quán)利要求I所述的氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(6)中進(jìn)入除雜反應(yīng)槽的廢液為通過循環(huán)使用母液溶解氯化鉀使含F(xiàn)e質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于10%。
7.如權(quán)利要求I所述的氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，其特征在于步驟(6)中氧化劑為雙氧水、堿金屬過氧化物或過碳酸鈉中的一種或兩種配合使用。
8.如權(quán)利要求I所述的氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，其特征在于所述浸出槽、澄清槽、合成槽及除雜反應(yīng)槽均密封或設(shè)置水封。
全文摘要
氟鈦酸鉀聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鐵凈水劑生產(chǎn)工藝，包括以下步驟先在浸出槽里加入氫氟酸和氯化鉀，開啟攪拌，加入理論量的鈦礦，溫度升高至90-105℃浸出，密閉反應(yīng)得氟鈦酸鐵料漿；將浸出的料漿沉降得氟鈦酸鐵清液備用；氯化鉀用氟鈦酸鉀母液溶解，壓濾后清液備用；將一定量的氟鈦酸鐵清液在攪拌下加入計(jì)量的上述氯化鉀液，繼續(xù)反應(yīng)結(jié)晶得氟鈦酸鉀；氟鈦酸鉀料漿液固分離、洗滌，廢水一部分進(jìn)入氯化鉀溶解循環(huán)利用，一部分進(jìn)入除雜反應(yīng)槽，除雜反應(yīng)槽中加入計(jì)算量的精石灰攪拌、壓濾，濾液在攪拌下加入定量氧化劑、穩(wěn)定劑，靜置得聚合氯化鐵。本發(fā)明將氟鈦酸鉀母液循環(huán)利用提高濃度、除雜，其中的鐵元素經(jīng)過氧化，再堿化、陳化聚合后得到聚合氯化鐵。
文檔編號C02F1/52GK102951688SQ201210525028
公開日2013年3月6日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者喻鼎輝, 沈甫原 申請人:福建省漳平市九鼎氟化工有限公司