[发明专利]一种全密封氧气氧化法生产氧化铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化铁生产工艺领域，特别涉及一种全密封氧气氧化法生产氧化铁的方法。

背景技术

氧化铁颜料是一种用途十分广泛的无机颜料，其最常用的生产方法是空气氧化法，常规的生产方法，是将水、铁皮或硫酸亚铁置于反应器中，然后通入空气和蒸汽，进行氧化反应，获得氧化铁料浆，然后送往后序的工序，制备各种颜色的氧化铁颜料，如氧化铁黄或氧化铁红等。其中氧化铁黄的色泽鲜明，色光介于柠檬黄与橘黄之间，具有很高的颜料品质。氧化铁黄不仅本身是一种高品质颜料，其在150-200℃条件下会脱水变色，变成氧化铁红，因此氧化铁黄也可以作为氧化铁红的原料。

氧化铁黄的生产方法主要分为两步，氧化铁晶种的制备，将制备好的氧化铁晶种泵入氧化桶，与铁和硫酸混合，并通入蒸汽加热，将混合物的温度控制在反应温度后，向反应体系中通入空气，利用空气中的氧气将硫酸亚铁氧化，生成Fe₂O₃·H₂O，并以晶种为核逐渐生长，直至其颜色达到标准样品的需求。

目前，在氧化铁浆料的生产过程中，常采用进气风机直接抽普通空气进入反应器来氧化硫酸亚铁，由于进入反应器的空气温度较低，要耗用蒸汽加热到反应温度，并且反应后的高温废气以反应温度直接排放，一方面带走大量热量，另一方面空气和高温蒸汽需要源源不断地补充到反应体系中，致使能源消耗大。

发明内容

本发明的目的是提供一种全密封氧气氧化法生产氧化铁的方法，其将反应后的高温气体通过循环装置重新利用，减少了能量的消耗，提高能量利用率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种全密封氧气氧化法生产氧化铁的方法，包括如下步骤：将生成氧化铁的反应罐中的高温废气用缓冲罐回收，向缓冲罐中补充氧气并与高温废气混合，将缓冲罐中混合后的气体重新通入反应体系参与反应。

采用上述方法，通过将高温废气减少了高温废气的排放，将高温废气重新利用，减少了能量的消耗，提高能量利用率。

进一步优选为：反应在全密封反应装置中进行，全密封反应装置包括所述反应罐，反应罐的底部设有进气口，反应罐的顶部设有高温废气出口，反应罐上连接有所述缓冲罐，缓冲罐上设有高温蒸汽入口、空气入口、氧气入口、高温废气回收口和补充口，高温废气回收口与反应罐的高温废气出口连接，补充口与反应罐的进气口连接，补充口与进气口之间设有气泵；高温蒸汽入口上连接有高温蒸汽供应装置，空气入口上连接有空气供应装置，氧气入口上连接有氧气供应装置，氧气入口上连接有流量调节阀；反应罐内设有第一测温仪，缓冲罐内设有第二测温仪，缓冲罐内设有测氧仪；反应罐上设有泄压阀。

采用上述方法，空气首先经空气入口进入缓冲罐，高温蒸汽经高温蒸汽入口进入缓冲罐加热空气，高温蒸汽和空气在缓冲罐内经旋流板混合均匀后进入反应罐。反应开始，反应体系消耗空气中的氧气。经反应的高温低氧气体从高温废气出口排出，高温废气经由高温废气回收口进入缓冲罐，此时高温蒸汽和空气充满整个反应体系。关闭第二电磁阀和第三电磁阀，切断高温蒸汽入口和空气入口，测氧仪一探测进入缓冲罐内的高温低氧气体的氧含量，根据含氧量不同调节氧气入口的流量调节阀来补充氧气，并打开气泵使补充氧气后的高温气体进入反应罐继续参与反应。气流在穿过旋流板的板叶片间隙时变成旋转气流，从而能够把缓冲罐内的气液混合物进行充分的混合。混合气体流经测氧仪二，测试进入反应罐中的气体的氧含量，可以根据需要调节流量调节阀，来控制反应体系中的氧浓度。第一测温仪和第二测温仪的设置能够分别对反应罐和缓冲罐中的反应温度监控，并根据温度变化及时补充高温蒸汽或低温的空气，以此来控制系统的反应速率，调节终产物的品质。将补充的空气或高温蒸汽首先通入缓冲罐2进行混合，能够使得进入反应罐的气流均匀，有利于保持反应系统的稳定性。由于该反应系统为密闭系统，在通过调节系统流量来控制反应速率的过程中，系统中的压力会发生变化，从而影响反应速率，泄压阀的设置使得当系统压力高于设定值时，能够开启泄压阀排出部分气体，一方面有利于保持反应体系的稳定，另一方面有利于保护反应设备，使其免受过高的压力。

进一步优选为：高温蒸汽入口和高温废气回收口均位于缓冲罐底部；空气入口和氧气入口距离缓冲罐底部的高度占缓冲罐高度的1/4-1/2；补充口位于缓冲罐的顶部。