Ferrosulfaattiheptahydraatin kalsinointiin vaikuttavat olosuhteet

Abstract

Tässä opinnäytetyössä selvitettiin parhaimmat mahdolliset olosuhteet ferrosulfaatti-monohydraatin valmistamiseen kuivaamalla. Kuivauksessa käytettiin leijupeti-kuivainta, jonka toimintaperiaate perustuu materiaalin leijuttamiseen ilman tai kaasun avulla. Ferrosulfaattiheptahydraatti, jota työssä kuivattiin, saatiin titaanidioksidin valmistusprosessista sivutuotteena.

Työssä tutkittiin neljää erilaista sarjaa, joissa jokaisessa käytettiin kolmea erilaista kuivauskaasun lämpötilaa. Työssä tarkasteltiin pH:n, happipitoisuuden, kuivauskaasun ja ferrosulfaattiheptahydraatin laadun vaikutuksia kuivaukseen ja lopullisiin tuloksiin. Happipitoisuuden ja pH-arvon vaikutukset selvitettiin alentamalla molempien arvoja.

Eri sarjojen tuloksien erot eivät olleet suuria. Rauta(II)-pitoisuuden korkein arvo saatiin, kun kuivattiin semidry-ferrosulfaattia, kuumakaasun lämpötilassa 250 °C. Näyte otettiin 95 °C lämpötilassa ja sen lämmittämiseen kului vähiten aikaa.

Jatkotutkimuksina voitaisiin selvittää, onko mahdollisesti ferrosulfaattiheptahydraatin syötön määrällä jotain vaikutusta kuivauksesta saatujen näytteiden rauta(II)-pitoisuuksiin. Mahdollisia kehitysehdotuksia ovat lämpötilan säätimen asentaminen leijupetikuivainlaitteistoon ja näytteenoton kehittäminen.

The purpose of the thesis was to find out the best possible conditions to produce ferrous sulfate monohydrate by drying. Fluidized bed dryer was used, which operation is based on the material fluidization with air or gas. Ferrous sulphate heptahydrate used in tests was taken as by product of titanium dioxide manufacturing process.

In this thesis work four different series were tested by using three various drying gas temperatures in each series. Effects of pH, oxygen content, drying gas and the quality of ferrous sulphate on the drying and the final results were observed. Influence of reduced oxygen content and pH-value on the results was clarified.

Differences between the series were small. Highest value of iron (II) – concentration was received for semidry-ferrous sulphate using drying gas temperature of 250 °C. Sample was taken at 95 °C temperature and heating time was shortest.

For further research could it be relevant to study, whether feed rate of ferrous sulphate heptahydrate has some influence on the iron (II) concentration after drying. The possible development suggestions would be the installation of temperature controller in fluidized bed dryer and to develop sampling technique.