Раздел 10. Производство железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана

Раздел 10 Производство железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана

Пигмент красный железоокисный марки К (сесквиоксид железа, оксид железа (III), химическая формула Fe ₂O ₃), выпускается промышленностью в виде порошкообразного материала красно-коричневого цвета. Продукт используется в качестве минерального пигмента и наполнителя при производстве лакокрасочных материалов, строительных материалов, резин, кожи, а также в черной металлургии, электротехнике. Сырьем получения красного железоокисного пигмента служит сульфат железа (II) (железный купорос). В данном разделе описано получение железоокисного пигмента в составе производства диоксида титана.

10.1 Описание технологических процессов, используемых в производстве железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана

На российских предприятиях красный железоокисный пигмент получают термическим разложением сульфата железа (II). Технологический процесс производства состоит из следующих основных стадий:

- дозирование;

- синтез;

- мокрая классификация;

- фильтрация;

- прокалка и размол;

- упаковка.

Поточная схема производства железоокисного пигмента приведена на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1 - Принципиальная схема получения железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана

На стадии дозирования железный купорос растворяют в нагретой воде в аппарате с мешалкой. Полученный раствор направляют на стадию синтеза закиси-окиси железа в присутствии карбоната натрия.

На стадии мокрой классификации пигмент промывают от водорастворимых соединений в сгустителях-декантерах. Пигментную пасту отделяют на стадии фильтрации на барабанном вакуум-фильтре. На стадии прокалки и размола пигмент подвергают термической обработке в прокалочной печи и размалывают в мельницах до достижения необходимой степени диспергирования. Выбросы в атмосферу на стадии прокаливания очищают с применением абсорбера и циклонов. Готовый красный железоокисный пигмент направляют на упаковку и далее на отгрузку.

Описание технологического процесса приведено в таблице 10.1, перечень основного технологического и природоохранного оборудования - в таблицах 10.2-10.3 соответственно.

Таблица 10.1 - Описание технологического процесса получения железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Продукты и полупродукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Железный купорос	Дозирование	Раствор сульфата железа		Сгуститель-отстойник
Раствор сульфата железа Раствор карбоната натрия	Синтез	Оксид железа (II, III)	Серная кислота	Реактор с барботёром
Оксид железа (II, III)	Мокрая классификация	Пигмент		Репульпатор Сгуститель-декантор
Пигмент	Фильтрация	Пигмент		Барабанный вакуум-фильтр
Пигмент	Прокалка и размол	Готовый пигмент	Оксид углерода Оксид азота Диоксид азота Оксид железа (II, III)	Прокалочная печь Мельница	Батарейный циклон Абсорбер с кольцевой тарелкой
Готовый пигмент	Упаковка	Красный железооксидный пигмент	Оксид железа (II, III)	Упаковочная линия Бункер	Рукавный фильтр

Таблица 10.2 - Перечень основного оборудования производства железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Аппарат с мешалкой	Получение жидкого купороса	Вертикальный цилиндрический аппарат с плоскими днищем и крышкой, оборудован мешалкой и барботером паровым
Сгуститель-отстойник	-	Вертикальный цилиндрический резервуар с конусообразным днищем, снабжен граблинами
Реактор синтеза	-	Вертикальный цилиндрический аппарат с коническим днищем. Снабжен барботером для подачи воздуха и пара, а также вытяжной трубой для удаления паров реакции
Сгуститель-декантатор	-	Вертикальный цилиндрический аппарат с плоскими днищем и крышкой, снабжен мешалкой
Группа репульпаторов	-	Вертикальный цилиндрический аппарат с плоскими днищем и крышкой, оборудован мешалкой
Группа сгустителей	-	Вертикальный цилиндрический резервуар с конусообразным днищем, снабжен граблинами
Барабанный вакуум фильтр	-	Оборудован ножевым съемом осадка
Сгуститель-усреднитель цилиндрический с коническим днищем, снабжен граблинами	-	Предназначен для отделения пигментной пасты от фильтрата путем фильтрования
Печь прокаливания с топкой	-	Цилиндрический барабан, установлен наклонно в сторону выгрузки и опирается с помощью бандажей на роликовые опоры
Мельница центробежная МЦ (дисмембратор)	Для тонкого измельчения	Двухступенчатая со встроенной сепарацией и шнековым питателем

Таблица 10.3 - Перечень природоохранного оборудования производства железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики природоохранного оборудования
Сухой батарейный циклон	Служит для очистки отходящих газов от пыли	6 последовательных циклонов с общим пылесборником, представляет собой цилиндрическую и коническую части. Степень очистки - 60 %
Абсорбер контактный тарельчатый	Служит для очистки отходящих газов от пыли	Абсорбер полый цилиндрический аппарат с патрубками для входа и выхода очищаемого газа, снабжен форсунками и кольцевой тарелкой с завихрителем. На выходе установлен каплеотбойник. Степень очистки - 92,7 %
Аспирационная установка (рукавный фильтр)	Очистки запыленного воздуха от транспортного оборудования	Поверхность фильтрации - 60 м 2. Степень очистки - 97,5 %

10.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 10.4.

Таблица 10.4 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресурсов при производстве железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана

Наименование	Единицы измерения	Расход кг на 1 т продукции
		минимальный	максимальный
Железный купорос	100 % FeSO 4	1957,4	1957,4
Сода кальцинированная, марка Б, сорт 1 или сорт 2	100 % Na 2CO 3	1365	1365
Электроэнергия		520	520
Газ природный	т.у.т./т	281	287
Пар среднего давления	Гкал/т	2,6	2,6

Характеристика выбросов, образующихся при производстве железоокисного пигмента, приведена в таблице 10.5.

Таблица 10.5 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана (в пересчете на сумму продуктов: пигмент красный железоокисный, железа (II) сульфат технический, железный купорос технический)

Источники выбросов	Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
			Диапазон		Среднее значение
			минимальное значение	максимальное значение
Производство железокислого пигмента	Углерода оксид	Сухая и мокрая очистка отходящих газов	0,0013	0,0021	0,0017
	Азота оксид		0,000048	0,00041	0,00023
	Азота диоксид		0,000048	0,0025	0,00128
	Серная кислота		0,000096	0,00079	0,00044
	Взвешенные вещества		0,046	0,073	0,065
	Железа оксид (III) Fe 2O 3		0,044	0,046	0,045
	Железа сульфат (II) FeSO 4		0	0,029	0,0147

Характеристика отходов, образующихся при производстве железоокисного пигмента, приведена в таблице 10.6.

Таблица 10.6 - Отходы, образующиеся при производстве железоокисного пигмента как побочного продукта производства диоксида титана (в пересчете на сумму продуктов: пигмент красный железоокисный, железа (II) сульфат технический, железный купорос технический)

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Стоки производств диоксида титана и железоокисных пигментов в смеси	4	Производство диоксида титана, железоокисных пигментов и побочных продуктов	Размещение в кислотонакопителе	2920	3780	3350