CN103496779A - 用含镁矿处理钛白酸性废水的方法 - Google Patents

用含镁矿处理钛白酸性废水的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用含镁矿处理钛白酸性废水的方法，用细度不低于40目的含镁矿粉预中和硫酸法钛白粉生产中产生的酸性废水，至料液的pH≥2；再用碱性物进一步中和，直至料液pH值达到排放标准。由于用镁代替了钙中和废水中酸性物质，可以大幅度降低二次固废渣产量，可降低废水处理成本。

Description

用含镁矿处理钛白酸性废水的方法
技术领域
本发明涉及硫酸法钛白粉生产工艺中产生的酸性废水的处理方法。
背景技术
硫酸法钛白粉生产工艺的特点是废渣、废水、废气三废排放量大，污染严重。仅酸性废水一项，每生产一吨钛白粉就有100余吨左右。由于该酸性废水主要来自于钛白生产的水洗、漂洗工序，其中含有大量游离硫酸（重量百分比含量1.0～3.0%）和铁（重量百分比含量0.1～0.5%）等有害杂质，必须处理达标后才能排放。
目前业内较为普遍采用中和法处理钛白酸性废水：即用石灰或电石渣将酸性废水中和至中性范围，再经充分曝气氧化后，沉淀压滤分离出钛石膏渣和水。由于石灰或电石渣原料成本较低，该工艺流程成熟可靠，国内外硫酸法钛白粉生产企业基本采用此法处理酸性废水。用这种方法处理酸性废水后，会产生大量的二次淤渣（又称钛石膏），每处理一吨钛白粉所产的酸性废水，大约会产生6～8吨二次淤渣。由于这种淤渣含水量非常高，通常在50%～60%以上，淤渣处理压力越大，不仅淤渣脱水困难，同时也面临处理堆放的难题，极易造成二次污染。
发明内容
本发明的目的是针对上述中和法处理钛白酸性废水而产生的二次淤渣量大，后期难处理的问题，提供了一种用含镁矿处理钛白酸性废水的方法，可以减少二次淤渣量，降低淤渣处理成本。
本发明所述钛白酸性废水为硫酸法钛白粉生产中产生的酸性废水，其处理步骤如下：用细度不低于40目的含镁矿粉预中和硫酸法钛白粉生产中产生的酸性废水，至料液的pH≥2；再用碱性物进一步中和，直至料液pH值达到排放标准。
其中，预中和主要化学反应如下：
MgCO3+H2SO4＝MgSO4+CO2+H2O      (1)
CaCO3+H2SO4＝CaSO4↓+CO2+H2O      (2)
由上述反应式(1)可知，游离硫酸被MgCO3消耗，并产生溶于水的MgSO4，从而使得二次淤渣—钛石膏大大减少。并且，含镁矿粉的含镁量越高，二次淤渣—－钛石膏量越少。由于溶于水中的MgSO4不需另行处理即可直接外排，因而，处理成本可以大大降低。
预中和反应主要目的是利用MgCO3消耗酸性废水中的游离硫酸。当料液pH达到2时，料液中的游离硫酸越来越少，当pH达到5时，游离硫酸基本没有，通过增加含镁矿粉对提高溶液pH值作用不明显。因此，上述预中和至料液pH为2～5较理想。
为提高反应效果，减少含镁矿粉消耗，所述含镁矿粉细度为40～100目，含镁矿煅烧产物细度为40～100目。
本发明还可以按下述步骤处理：用细度不低于40目的含镁矿煅烧产物中和硫酸法钛白粉生产中产生的酸性废水，直至料液pH值达到排放标准。
化学反应如下：
MgO+H2SO4＝MgSO4+H2O      (3)
CaO+H2SO4＝CaSO4↓++H2O      (4)
利用含镁矿煅烧产物替代石灰粉或电石渣作为中和反应原料，可以直接使料液的pH值升至6以上，可以直接达到排放标。而且二次淤渣—－钛石膏量更少。
上述含镁矿可以为菱镁石和/或白云石。
本发明的优点是：采用以含镁矿粉为原料处理钛白酸性废水，通过含镁矿粉预处理钛白酸性废水，由于用镁代替了钙，用镁中和废水中酸性物质，避免产生传统方法中硫酸钙类的沉淀渣，从而可以大幅度降低二次淤渣（即俗称的钛石膏渣或红石膏）产量，较常规传统处理钛白酸性废水的石灰法或电石渣法减少钛石膏渣50%～90%，不仅减少了新产生的固废渣的二次污染及处理问题，而且降低废水的处理成本。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，在此特别指出下述实施例仅只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。
以下实施例中，除特别指明的以外，物料量之比均是指重量比。实施例所用钛白酸性废水含游离硫酸为1.5%、总铁为0.3%。为了便于和本发明对比说明，采用了传统石灰和电石渣法处理实施例用钛白酸性废水进行了对照试验，具体如下：
钛白酸性废水1000.0g，加入石灰粉25.0g，机械搅拌20～40分钟，将该酸性废水中和到pH值为8.4。过滤，得处理后水941.6g，二次淤渣76.5g。
钛白酸性废水1000.0g，加入电石渣32.0g，机械搅拌20～40分钟，将该酸性废水中和到pH值为8.6。过滤，得处理后水945.2g，二次淤渣81.4g。
实施例1
取细度在40～100目的菱镁石矿粉(主成分是MgCO3，MgO含量42%)。取钛白酸性废水1000.0g，加入上述矿粉11g，机械搅拌10～20分钟，该酸性废水的PH值由0.2上升到2。然后再向其中加入5.3g工业烧碱，机械搅拌10～20分钟，将料液中和到PH值为6，过滤，得处理后水980.2g，二次淤渣8.9g。较传统石灰和电石渣法废水处理方法，分别减少淤渣量88.3%和89.1%。
实施例2
取细度在40～100目的菱镁石矿粉(主成分是MgCO3，MgO含量42%)。取钛白酸性废水1000.0g，加入上述矿粉12.0g，机械搅拌10～20分钟，该酸性废水的PH值由0.2上升到5.0。然后再向其中加入5.6g工业烧碱，机械搅拌10～20分钟，将料液中和到PH值为9，过滤，得处理后水984.2g，二次淤渣9.2g。较传统石灰和电石渣法废水处理方法，分别减少淤渣量88.0%和88.7%。
实施例3
取细度在40～100目的白云石矿粉(主成分是MgCO3和CaCO3，MgO和CaO含量分别为20%和30%)。取钛白酸性废水1000.0g，加入上述矿粉14g，机械搅拌10～20分钟，该酸性废水的PH值由0.2上升到2.0。然后再向其中加入5.3g工业烧碱，机械搅拌10～20分钟，将料液中和到PH值为6，过滤，得处理后水970.0g，二次淤渣39.9g。较传统石灰和电石渣法废水处理方法，分别减少淤渣量47.8%和51.0%。
实施例4
取细度在40～100目的白云石矿粉(主成分是MgCO3和CaCO3，MgO和CaO含量分别为20%和30%)。取钛白酸性废水1000.0g，加入上述矿粉15.0g，机械搅拌10～20分钟，该酸性废水的PH值由0.2上升到5.0。然后再向其中加入5.6g工业烧碱，机械搅拌10～20分钟，将料液中和到PH值为9，过滤，得处理后水966.4g，二次淤渣41.0g。较传统石灰和电石渣法废水处理方法，分别减少淤渣量46.4%和49.6%。
实施例5
分别取前述细度在40～100目的白云石矿粉、菱镁石粉7.0g、6.0g混合（亦可不混合）。取钛白酸性废水1000.0g，加入上述混合矿粉，机械搅拌10～20分钟，该酸性废水的PH值由0.2上升到3.9。然后再向其中加入5.7g工业烧碱，机械搅拌10～20分钟，将料液中和到PH值为8.9，过滤，得处理后水980.0g，二次淤渣27.3g。较传统石灰和电石渣法废水处理方法，分别减少淤渣量64.3%和66.5%。
实施例6
取细度在40～100目的煅烧菱镁石矿粉(主成分是MgO，含量82%)。取钛白酸性废水1000.0g，加入上述矿粉9.6g，机械搅拌20～40分钟，该酸性废水的PH值由0.2上升到8.5。过滤，得处理后水981.9g，二次淤渣10.3g。较传统石灰和电石渣法废水处理方法，分别减少淤渣量86.5%和87.3%。
实施例7
取细度在40～100目的煅烧白云石矿粉(主成分是MgO和CaO，含量分别为35%和48%)。取钛白酸性废水1000.0g，加入上述矿粉11.3g，机械搅拌20～40分钟，该酸性废水的PH值由0.2上升到9。过滤，得处理后水968.1g，二次淤渣39.8g。较传统石灰和电石渣法废水处理方法，分别减少淤渣量48.0%和51.1%。
实施例8
分别取前述细度在40～100目的煅烧白云石矿粉、煅烧菱镁石矿粉6.0g、5.0g，加入1000.0g钛白酸性废水中，机械搅拌20～40分钟，该酸性废水的PH值由0.2上升到9。过滤，得处理后水973.2g，二次淤渣24.8g。较传统石灰和电石渣法废水处理方法，分别减少淤渣量67.5%和69.5%。

Claims (6)

1.用含镁矿处理钛白酸性废水的方法，所述钛白酸性废水为硫酸法钛白粉生产中产生的酸性废水，其特征是：用细度不低于40目的含镁矿粉预中和钛白酸性废水，至料液的pH≥2；然后再用碱性物进一步中和，至料液pH值达到排放标准。
2.根据权利要求1所述用含镁矿处理钛白酸性废水的方法，其特征是：所述含镁矿粉细度为40～100目。
3.根据权利要求1所述用含镁矿处理钛白酸性废水的方法，其特征是：预中和至料液pH为2～5。
4.用含镁矿处理钛白酸性废水的方法，所述钛白酸性废水为硫酸法钛白粉生产中产生的酸性废水，其特征是：用细度不低于40目的含镁矿煅烧产物中和钛白酸性废水，至料液pH值达到排放标准。
5.根据权利要求4所述用含镁矿处理钛白酸性废水的方法，其特征是：含镁矿煅烧产物细度为40～100目。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述用含镁矿处理钛白酸性废水的方法，其特征是：所述含镁矿为菱镁石和/或白云石。
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