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1、(10)申请公布号 CN 102249338 A (43)申请公布日 2011.11.23 CN 102249338 A *CN102249338A* (21)申请号 201010597967.4 (22)申请日 2010.12.21 C01G 45/10(2006.01) C01G 45/08(2006.01) C01F 11/46(2006.01) (71)申请人 王莉 地址 523000 广东省东莞市松山湖科技产业 园开发区月荷居 (72)发明人 王嘉兴 (74)专利代理机构 广州三环专利代理有限公司 44202 代理人 张艳美 郝传鑫 (54) 发明名称 一种制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸。
2、钙的方法 (57) 摘要 本发明提供了一种制备硫酸锰、 硝酸锰及硫 酸钙的方法， 将方锰石磨成粗粉， 和硫酸法生产钛 白粉于为 60-80浸泡 8-10 小时， 经抽滤得到澄 清的滤液， 加入氢氧化锰除杂， 得到纯净的硫酸锰 溶液 ； 纯净的硫酸锰溶液经减压蒸馏为硫酸锰饱 和溶液， 冷却， 析出含有结晶水的硫酸锰晶体， 再 经干燥粉碎、 得到硫酸锰晶体产品 ； 将纯净的硫 酸锰溶液与硝酸钙溶液搅拌下反应， 过滤反应产 物， 得到硫酸钙滤饼和硝酸锰滤液， 硝酸锰滤液减 压蒸馏为硝酸锰饱和溶液， 冷却结晶得到硝酸锰 水合物， 经干燥、 粉碎得到硝酸锰晶体产品 ； 将硫 酸钙滤饼经洗涤、 干燥、 粉。
3、碎、 得到两水硫酸钙产 品。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 CN 102249338 A1/1 页 2 1. 一种制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸钙的方法， 其特征在于， 所用原料为用硫酸法生产钛 白粉所得废液和锰矿， 包括如下具体步骤 ： 步骤 A ： 将方锰石磨成 100-150 目的粗粉， 和硫酸法生产钛白粉所得废液一起投入具有 加热装置的浸泡罐 (1)， 浸泡 8-10 小时， 浸泡温度为 60-80， 经抽滤机 (2) 抽滤浸泡液， 得 到澄清的滤液和滤渣 ； 步骤 B ： 澄清的滤液中。
4、加入氢氧化锰除杂， 过滤， 得到纯净的硫酸锰溶液 ； 步骤 C ： 将纯净的硫酸锰溶液送入减压蒸馏器一 (3) 中减压蒸馏为硫酸锰饱和溶液， 冷 却， 析出含有结晶水的硫酸锰晶体， 含有结晶水的硫酸锰晶体， 再经洗涤机一 (4) 洗涤、 干 燥器一 (5)、 粉碎机一 (6) 粉碎、 得到硫酸锰晶体产品 (7) ； 步骤 D ： 将纯净的硫酸锰溶液与硝酸钙溶液以硫酸锰和硝酸钙的纯物质的摩尔含量之 比 1 0.8-1.2 投入耐腐蚀反应器 (8)， 搅拌下进行化学反应， 得到含硝酸锰和硫酸钙的混 合物， 经过滤器二 (9) 过滤， 得到硫酸钙滤饼和硝酸锰滤液 ； 步骤 E ： 将硝酸锰滤液送去减。
5、压蒸馏器二 (10) 蒸馏为硝酸锰饱和溶液， 冷却结晶得到 硝酸锰水合物， 硝酸锰水合物经过干燥器二 (11)、 粉碎机二 (12) 粉碎得到硝酸锰晶体产品 (13) ； 步骤F ： 将硫酸钙滤饼经洗涤机二(14)洗涤、 干燥器三(15)、 粉碎机三(16)粉碎、 得到 两水硫酸钙产品 (17)。 权 利 要 求 书 CN 102249338 A1/4 页 3 一种制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸钙的方法 技术领域 0001 本发明涉及无机化工三废的治理和利用技术领域， 尤其涉及一种制备硫酸锰、 硝 酸锰及硫酸钙的方法， 其原料为用硫酸法生产钛白粉所得废液和锰矿。 背景技术 0002 硫酸法生产钛白。
6、粉是是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛， 经水解生 成偏钛酸， 再经锻烧、 粉碎即得到钛白粉产品， 其化学反应原理为 ： 0003 、 Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O 0004 TiO2+2H2SO4 Ti(SO4)2+2H2O 0005 Fe+Fe2(SO4)3 3FeSO4 0006 Ti(SO4)2+3H2O H2TiO3 +2H2SO4， 0007 H2TiO3 TiO2+H2O. 0008 硫酸法生产钛白粉， 其产生的工业废渣所含有的主要成分是硫酸， 不仅排放量大 而且排放浓度也很高。每生产一顿钛白粉约排出 10 吨硫酸质量百分浓度为 10-25的废 。
7、渣， 这些废渣本来可以采取浓缩循环工艺来制造浓硫酸， 但是， 存在着耗能高， 所用材质要 求苛刻， 硫酸亚铁分离困难和回收时杂质富集等致命的问题。目前还尚未有较好的办法来 解决钛白粉的废酸治理和利用的问题。 发明内容 0009 硫酸法生产钛白粉所得废液中所含有的主要成分为硫酸和硫酸亚铁， 其中， 硫酸 的质量含量为 10-20。为了充分利用该废液， 本发明提供一种制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸 钙的方法， 其原料为用硫酸法生产钛白粉所得废液和锰矿， 该方法将硫酸法生产钛白粉所 得废液经过简单的加工处理， 提取和利用其中的硫酸， 充分利用了硫酸法生产钛白粉所得 废液的潜在价值， 且不产生二次污染， 。
8、是一个变废为宝， 经济适用的方法。 0010 本发明的技术方案如下 ： 一种制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸钙的方法， 其原料为用硫 酸法生产钛白粉所得废液和锰矿， 包括如下具体步骤 ： 0011 步骤 A ： 将方锰石磨成 100-150 目的粗粉， 和硫酸法生产钛白粉所得废液一起投入 具有加热装置的浸泡罐 (1)， 浸泡 8-10 小时， 浸泡温度为 60-80， 经抽滤机 (2) 抽滤浸泡 液， 得到澄清的滤液和滤渣 ； 0012 步骤 B ： 澄清的滤液中加入氢氧化锰除杂， 过滤， 得到纯净的硫酸锰溶液 ； 0013 步骤 C ： 将纯净的硫酸锰溶液送入减压蒸馏器一 (3) 中减压蒸馏为硫酸。
9、锰饱和溶 液， 冷却， 析出含有结晶水的硫酸锰晶体， 含有结晶水的硫酸锰晶体， 再经洗涤机一 (4) 洗 涤、 干燥器一 (5)、 粉碎机一 (6) 粉碎、 得到硫酸锰晶体产品 (7) ； 0014 步骤 D ： 将纯净的硫酸锰溶液与硝酸钙溶液以硫酸锰和硝酸钙的纯物质的摩尔含 量之比 1 0.8-1.2 投入耐腐蚀反应器 (8)， 搅拌下进行化学反应， 得到含硝酸锰和硫酸钙 的混合物， 经过滤器二 (9) 过滤， 得到硫酸钙滤饼和硝酸锰滤液 ； 说 明 书 CN 102249338 A2/4 页 4 0015 步骤 E ： 将硝酸锰滤液送去减压蒸馏器二 (10) 蒸馏为硝酸锰饱和溶液， 冷却结。
10、晶 得到硝酸锰水合物， 硝酸锰水合物经过干燥器二 (11)、 粉碎机二 (12) 粉碎得到硝酸锰晶体 产品 (13) ； 0016 步骤F ： 将硫酸钙滤饼经洗涤机二(14)洗涤、 干燥器三(15)、 粉碎机三(16)粉碎、 得到两水硫酸钙产品 (17)。 0017 本发明所述制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸钙的方法， 其化学反应原理为 ： 0018 MnO+H2SO4 MnSO4+H2O 0019 MnSO4+Ca(NO3)2+2H2O Mn(NO3)2+CaSO42H2O 0020 本发明的有益效果为 ： 本发明所述制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸钙的方法， 充分利用 了硫酸法生产钛白粉所得废液的潜在。
11、价值， 且不产生二次污染， 是一个变废为宝， 经济适用 的方法。该方法操作简单， 设备投资少， 值得推广应用。 附图说明 0021 图 1 为本发明所述制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸钙的方法的工艺流程图， 其中， (1) 浸泡罐， (2) 抽滤机， (3) 减压蒸馏器一， (4) 洗涤机一， (5) 干燥器一， (6) 粉碎机一， (7) 硫 酸锰晶体产品， (8) 耐腐蚀反应器， (9) 过滤器二， (10) 减压蒸馏器二， (11) 干燥器二， (12) 粉碎机二， (13) 硝酸锰晶体产品， (14) 洗涤机二， (15) 干燥器三， (16) 粉碎机三， (17) 两 水硫酸钙产品。 具体。
12、实施方式 0022 实施例 1 ： 0023 参照图 1， 一种制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸钙的方法， 其原料为用硫酸法生产钛白 粉所得废液和锰矿， 包括如下具体步骤 ： 0024 步骤 A ： 取 500kg 硫酸法生产钛白粉所得废液， 调整其中含有的硫酸的质量浓度为 18， 将方锰石磨成 150 目的粗粉， 和硫酸法生产钛白粉所得废液一起投入具有加热装置 的浸泡罐 (1)， 浸泡 10 小时， 浸泡温度为 80， 经抽滤机 (2) 抽滤浸泡液， 得到澄清的滤液 和滤渣 ； 0025 步骤 B ： 澄清的滤液中加入氢氧化锰除杂， 过滤， 得到纯净的硫酸锰溶液 ； 0026 步骤 C ： 将纯净。
13、的硫酸锰溶液送入减压蒸馏器一 (3) 中减压蒸馏为硫酸锰饱和溶 液， 冷却， 析出含有结晶水的硫酸锰晶体， 含有结晶水的硫酸锰晶体， 再经洗涤机一 (4) 洗 涤、 干燥器一 (5)、 粉碎机一 (6) 粉碎、 得到硫酸锰晶体产品 (7)， 其含有的硫酸锰的纯物质 的质量为 138.67kg ； 0027 步骤 D ： 将纯净的硫酸锰溶液与硝酸钙溶液以硫酸锰和硝酸钙的纯物质的摩尔含 量之比 1 0.8 投入耐腐蚀反应器 (8)， 搅拌下进行化学反应， 得到含硝酸锰和硫酸钙的混 合物， 经过滤器二 (9) 过滤， 得到硫酸钙滤饼和硝酸锰滤液 ； 0028 步骤 E ： 将硝酸锰滤液送去减压蒸馏器。
14、二 (10) 蒸馏为硝酸锰饱和溶液， 冷却结晶 得到硝酸锰水合物， 硝酸锰水合物经过干燥器二 (11)、 粉碎机二 (12) 粉碎得到硝酸锰晶体 产品 (13)， 其含有的硝酸锰的纯物质的质量为 131.51kg ； 0029 步骤F ： 将硫酸钙滤饼经洗涤机二(14)洗涤、 干燥器三(15)、 粉碎机三(16)粉碎、 说 明 书 CN 102249338 A3/4 页 5 得到两水硫酸钙产品 (17)， 其含有的两水硫酸钙的纯物质的质量为 126.37kg。 0030 实施例 2 ： 0031 参照图 1， 一种制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸钙的方法， 其原料为用硫酸法生产钛白 粉所得废液和锰矿。
15、， 包括如下具体步骤 ： 0032 步骤 A ： 取 500kg 硫酸法生产钛白粉所得废液， 调整其中含有的硫酸的质量浓度为 20， 将方锰石磨成 100 目的粗粉， 和硫酸法生产钛白粉所得废液一起投入具有加热装置 的浸泡罐 (1)， 浸泡 8 小时， 浸泡温度为 60， 经抽滤机 (2) 抽滤浸泡液， 得到澄清的滤液和 滤渣 ； 0033 步骤 B ： 澄清的滤液中加入氢氧化锰除杂， 过滤， 得到纯净的硫酸锰溶液 ； 0034 步骤 C ： 将纯净的硫酸锰溶液送入减压蒸馏器一 (3) 中减压蒸馏为硫酸锰饱和溶 液， 冷却， 析出含有结晶水的硫酸锰晶体， 含有结晶水的硫酸锰晶体， 再经洗涤机一。
16、 (4) 洗 涤、 干燥器一 (5)、 粉碎机一 (6) 粉碎、 得到硫酸锰晶体产品 (7)， 其含有的硫酸锰的纯物质 的量为 154.08kg ； 0035 步骤 D ： 将纯净的硫酸锰溶液与硝酸钙溶液以硫酸锰和硝酸钙的纯物质的摩尔含 量之比 1 1 投入耐腐蚀反应器 (8)， 搅拌下进行化学反应， 得到含硝酸锰和硫酸钙的混合 物， 经过滤器二 (9) 过滤， 得到硫酸钙滤饼和硝酸锰滤液 ； 0036 步骤 E ： 将硝酸锰滤液送去减压蒸馏器二 (10) 蒸馏为硝酸锰饱和溶液， 冷却结晶 得到硝酸锰水合物， 硝酸锰水合物经过干燥器二 (11)、 粉碎机二 (12) 粉碎得到硝酸锰晶体 产品 。
17、(13)， 其含有的硝酸锰的纯物质的质量为 182.65kg ； 0037 步骤F ： 将硫酸钙滤饼经洗涤机二(14)洗涤、 干燥器三(15)、 粉碎机三(16)粉碎、 得到两水硫酸钙产品 (17)， 其含有的两水硫酸钙的纯物质的质量为 175.51kg。 0038 实施例 3 ： 0039 参照图 1， 一种制备硫酸锰、 硝酸锰及硫酸钙的方法， 其原料为用硫酸法生产钛白 粉所得废液和锰矿， 包括如下具体步骤 ： 0040 步骤 A ： 取 500kg 硫酸法生产钛白粉所得废液， 调整其中含有的硫酸的质量浓度为 30， 将方锰石磨成 120 目的粗粉， 和硫酸法生产钛白粉所得废液一起投入具有加。
18、热装置 的浸泡罐 (1)， 浸泡 9 小时， 浸泡温度为 70， 经抽滤机 (2) 抽滤浸泡液， 得到澄清的滤液和 滤渣 ； 0041 步骤 B ： 澄清的滤液中加入氢氧化锰除杂， 过滤， 得到纯净的硫酸锰溶液 ； 0042 步骤 C ： 将纯净的硫酸锰溶液送入减压蒸馏器一 (3) 中减压蒸馏为硫酸锰饱和溶 液， 冷却， 析出含有结晶水的硫酸锰晶体， 含有结晶水的硫酸锰晶体， 再经洗涤机一 (4) 洗 涤、 干燥器一 (5)、 粉碎机一 (6) 粉碎、 得到硫酸锰晶体产品 (7)， 其含有的硫酸锰的纯物质 的量为 231.12kg ； 0043 步骤 D ： 将纯净的硫酸锰溶液与硝酸钙溶液以硫。
19、酸锰和硝酸钙的纯物质的摩尔含 量之比 1 1.2 投入耐腐蚀反应器 (8)， 搅拌下进行化学反应， 得到含硝酸锰和硫酸钙的混 合物， 经过滤器二 (9) 过滤， 得到硫酸钙滤饼和硝酸锰滤液 ； 0044 步骤 E ： 将硝酸锰滤液送去减压蒸馏器二 (10) 蒸馏为硝酸锰饱和溶液， 冷却结晶 得到硝酸锰水合物， 硝酸锰水合物经过干燥器二 (11)、 粉碎机二 (12) 粉碎得到硝酸锰晶体 产品 (13)， 其含有的硝酸锰的纯物质的质量为 273.98kg ； 说 明 书 CN 102249338 A4/4 页 6 0045 步骤F ： 将硫酸钙滤饼经洗涤机二(14)洗涤、 干燥器三(15)、 粉碎机三(16)粉碎、 得到两水硫酸钙产品 (17)， 其含有的两水硫酸钙的纯物质的质量为 263.27kg。 0046 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明， 不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说， 在 不脱离本发明构思的前提下， 其架构形式能够灵活多变， 可以派生系列产品。 只是做出若干 简单推演或替换， 都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。 说 明 书 CN 102249338 A1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 。