一種氨法制備鐵系工業(yè)顏料的多功能氧化反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于氨法生產(chǎn)鐵系工業(yè)顏料所用的集約式晶種制備和顏料合成設(shè)備，具體涉及一種由氨法生產(chǎn)鐵系工業(yè)顏料所用的多功能氧化反應(yīng)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化鐵顏料主要指基本物質(zhì)為鐵的氧化物的氧化鐵紅、鐵黃、鐵黑、鐵棕等著色顏料，是無(wú)機(jī)彩色顏料中產(chǎn)量和需求量最大的無(wú)機(jī)化工顏料。目前，70%的氧化鐵顏料使用化學(xué)合成方法制備，30%是用合成品與天然礦物加工品混配而成?；瘜W(xué)合成氧化鐵顏料的生產(chǎn)工藝中，普遍采用兩步反應(yīng)法，即第一步氧化反應(yīng)制備晶種，第二步以所制得的晶種為基料氧化制備鐵系工業(yè)顏料，晶種制備和鐵系工業(yè)顏料合成分別在兩套設(shè)備中進(jìn)行。晶種氧化反應(yīng)器和鐵系工業(yè)顏料氧化合成反應(yīng)器為圓筒狀反應(yīng)槽。工藝過程首先在氧化反應(yīng)器中制備晶種，再將晶種送入鐵系工業(yè)顏料氧化合成反應(yīng)器，然后將反應(yīng)原料亞鐵鹽溶液加入反應(yīng)器中，加入鐵皮、氧化鐵皮和氫氧化鈉溶液或氨水調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的PH值，在一定溫度下，從氧化反應(yīng)器底部通入空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)，使體系中的晶種成長(zhǎng)為鐵系工業(yè)顏料，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)色漿達(dá)到所需顏料色光度時(shí)停止反應(yīng)，將料漿過濾、洗滌、脫水、干燥、包裝制得鐵系工業(yè)顏料。
[0003]目前，我國(guó)化學(xué)合成法制備鐵系工業(yè)顏料工藝分為硫酸法、硝酸法、混酸法和氨法。酸法工藝在生產(chǎn)過程有大量的酸性廢水產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，目前沒有可靠的綜合利用途徑。氨法工藝所產(chǎn)生的工藝廢水為硫酸銨溶液，既可以蒸發(fā)結(jié)晶收得硫酸銨產(chǎn)品，也可以經(jīng)分解吸收收得氨水并循環(huán)使用。因此，從環(huán)保的角度考慮，氨法制備鐵系工業(yè)顏料具有廣闊的發(fā)展前景。
[0004]氨法制備鐵系工業(yè)顏料時(shí)存在晶種制備和顏料合成兩個(gè)過程。存在的不足是:需要配套晶種制備和顏料合成反應(yīng)器，占地面積大，設(shè)備投資多；因晶種制備時(shí)間短，晶種制備設(shè)備利用率低，晶種轉(zhuǎn)移耗時(shí)耗能;顏料合成反應(yīng)器容積較小，不易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)能受限;顏料合成反應(yīng)過程亞鐵鹽溶液濃度低，廢水體積大，銨鹽濃度低，不利于綜合利用；所用氨水由反應(yīng)器上部滴加，滴加過程揮發(fā)量大，操作環(huán)境惡劣，氨耗量高;所用顏料合成反應(yīng)器只能生產(chǎn)氧化鐵紅工業(yè)顏料，功能和產(chǎn)品單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服氨法制備鐵系工業(yè)顏料在生產(chǎn)設(shè)備上存在的不足，本實(shí)用新型提出了一種氨法制備鐵系工業(yè)顏料的多功能氧化反應(yīng)器，將晶種制備和氧化合成兩種功能合并于一臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備中，使晶種制備和氧化合成在集約條件下進(jìn)行，減少了生產(chǎn)程序，節(jié)約了設(shè)備投資；不僅可以生產(chǎn)氧化鐵紅，還可以通過對(duì)工藝條件的調(diào)整生產(chǎn)氧化鐵黃、氧化鐵黑、氧化鐵綠、氧化鐵棕等鐵系工業(yè)顏料，實(shí)現(xiàn)了氧化合成反應(yīng)器的多功能化。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:該氨法制備鐵系工業(yè)顏料的多功能氧化反應(yīng)器，其特征在于:具有氧化反應(yīng)器，所述氧化反應(yīng)器的罐體內(nèi)壁設(shè)有盤管換熱器，換熱器通過轉(zhuǎn)換閥門、管道分別連接制冷機(jī)組和鍋爐蒸汽，通過切換加熱及冷卻介質(zhì)使換熱器具有加熱或冷卻功能;所述氧化反應(yīng)器的罐體上部中心裝有變頻式減速機(jī)，變頻式減速機(jī)連接攪拌器，所述氧化反應(yīng)器的罐體底部設(shè)有空氣分布器，空氣分布器連接氧化羅茨風(fēng)機(jī)，反應(yīng)罐體內(nèi)壁裝有折流板，罐體側(cè)面中下部安裝溫度計(jì)套管、取樣口和人孔，罐體側(cè)面底部安裝排污管口，罐體頂部安裝排風(fēng)管和視鏡口；氨水計(jì)量槽上部安裝加壓裝置，底部出口通過氨水輸送管伸入罐體底部，亞鐵鹽溶液計(jì)量槽通過管道連通氧化反應(yīng)器，晶漿輸送栗管道出口位于氧化反應(yīng)器的罐體底部，
[0007]所述空氣分布器6裝球形開孔板，均勻分布圓孔、橢圓孔或其他形狀的孔，開孔方向分別呈15°、30°、45°、60°、75°或90°角，孔徑為2.5-5mm，開孔率為12-25 %
[0008]所述空氣分布器材料為塑料或不銹鋼或其他耐酸堿腐蝕材料制成。
[0009]所述空氣分布器6和氧化羅茨風(fēng)機(jī)7之間連接的風(fēng)管設(shè)有儲(chǔ)氣罐。
[0010]所述換熱器為盤管換熱器或夾套換熱器。
[0011 ] 所述攪拌器為框式攪拌器或錨式攪拌器或漿式攪拌器。
[0012]所述亞鐵鹽溶液計(jì)量槽3采用夾套加熱方式進(jìn)行加熱保溫。
[0013]所述亞鐵鹽溶液計(jì)量槽3采用電加熱帶對(duì)計(jì)量槽進(jìn)行纏繞，以電加熱帶進(jìn)行加熱保溫。
[0014]采用上述技術(shù)方案的有益效果:該氨法制備鐵系工業(yè)顏料的多功能氧化反應(yīng)器，體現(xiàn)在晶種制備和二次氧化反應(yīng)在一套反應(yīng)器中進(jìn)行，同時(shí)通過調(diào)整工藝條件，該氧化反應(yīng)器可以生產(chǎn)不同品種的鐵系工業(yè)顏料，達(dá)到提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能規(guī)?；?、產(chǎn)品多元化和降低能耗的目的。
[0015]利用變頻器控制變頻式減速機(jī)調(diào)整不同攪拌速度，并通過反應(yīng)器內(nèi)壁所裝折流板調(diào)整反應(yīng)料漿流向，使氧化反應(yīng)器中料漿與空氣、氨和亞鐵鹽溶液混合均勻;通過空氣分布器通入反應(yīng)所需空氣，空氣分布器可以將空氣均勻的分散于氧化反應(yīng)器中。為提高鐵系工業(yè)顏料母液中硫酸銨濃度，便于廢水綜合利用，可以使用濃度較高的亞鐵鹽溶液(TFe濃度145_150g/L)。為避免亞鐵鹽溶液在使用過程中結(jié)晶析出，亞鐵鹽溶液計(jì)量槽采用夾套加熱方式進(jìn)行加熱保溫，以蒸汽為熱源，具有加熱、保溫功能。加熱保溫方式也可以以電為熱源，采用電加熱帶對(duì)計(jì)量槽進(jìn)行纏繞，以電加熱帶進(jìn)行加熱保溫。
[0016]在生產(chǎn)氧化鐵紅和氧化鐵黃工業(yè)顏料時(shí)，將反應(yīng)原料亞鐵鹽溶液加入氧化反應(yīng)器后，加規(guī)定量的清水進(jìn)行稀釋，然后開啟冷卻劑循環(huán)閥，以制冷站所產(chǎn)生的冷水為冷卻介質(zhì)，通過盤管換熱器將亞鐵鹽溶液降溫至所需值;啟動(dòng)攪拌器，保溫條件下加入氨水調(diào)節(jié)PH值為規(guī)定值，然后以羅茨風(fēng)機(jī)將空氣通過管道及空氣分布器送入氧化合成反應(yīng)器，反應(yīng)一定時(shí)間，至反應(yīng)料漿符合色光度要求時(shí)制得晶種;關(guān)閉冷卻劑循環(huán)栗，開啟壓縮空氣吹掃閥將盤管換熱器中的冷水吹出，然后再開啟加熱蒸汽進(jìn)氣閥和蒸汽冷凝水回流閥，通入蒸汽進(jìn)行加熱，當(dāng)反應(yīng)體系升溫至所需溫度時(shí)，保溫條件下通入空氣，并以并流方式加入亞鐵鹽溶液和氨水，控制通風(fēng)量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)體系中亞鐵濃度、反應(yīng)過程PH值進(jìn)行氧化反應(yīng)，調(diào)整和控制不同的工藝條件，當(dāng)反應(yīng)料漿色光度符合所需色光度時(shí)，反應(yīng)結(jié)束，經(jīng)過濾、洗滌、脫水、干燥、包裝制得不同品種的鐵系工業(yè)顏料。
[0017]在制備氧化鐵黑、氧化鐵棕工業(yè)顏料時(shí)，可直接將亞鐵鹽溶液加入多功能氧化反應(yīng)器中，按照所需工藝條件，經(jīng)氧化合成制得氧化鐵黑、氧化鐵棕產(chǎn)品。
[0018]本實(shí)用新型將鐵系工業(yè)顏料晶種制備和氧化合成兩種功能合并于一臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備中，使晶種制備和氧化合成在集約條件下進(jìn)行，減少了生產(chǎn)程序，節(jié)約了設(shè)備投資；不僅可以生產(chǎn)氧化鐵紅，還可以通過對(duì)工藝條件的調(diào)整生產(chǎn)氧化鐵黃、氧化鐵黑、氧化鐵綠、氧化鐵棕等鐵系工業(yè)顏料，實(shí)現(xiàn)了氧化合成反應(yīng)器的多功能化。該設(shè)備的采用將使生產(chǎn)企業(yè)具備靈活的產(chǎn)品方向調(diào)整能力，從而滿足市場(chǎng)需要，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0020]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示的氨法制備鐵系工業(yè)顏料的多功能氧化反應(yīng)器，具有氧化反應(yīng)器I，所述氧化反應(yīng)器I的罐體內(nèi)壁設(shè)有盤管換熱器8，換熱器8通過轉(zhuǎn)換閥門、管道分別連接制冷機(jī)組和鍋爐蒸汽，所述換熱器為盤管換熱器或夾套換熱器。通過切換加熱及冷卻介質(zhì)使換熱器8具有加熱或冷卻功能