CN104086027A

CN104086027A - 一种硫酸法钛白废水处理方法

Info

Publication number: CN104086027A
Application number: CN201410337428.5A
Authority: CN
Inventors: 潘建; 崔应虎; 胡成军; 罗自力; 杜娟
Original assignee: TONGLING CHEMICAL INDUSTRY GROUP Co Ltd
Current assignee: TONGLING CHEMICAL INDUSTRY GROUP Co Ltd
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2034-07-15
Also published as: CN104086027B

Abstract

本发明涉及一种硫酸法钛白废水处理方法，将偏钛酸一洗工段中的硫酸浓度不低于5％的前段一洗废水送至酸化槽；将其它均化后用电石渣或石灰中和并通入空气氧化，经沉降，上清液外排，浓密稠浆送入酸化槽，经搅拌、固液分离，得普通沉淀石膏，硫酸铁、硫酸亚铁混合溶液送入中和池，用菱镁矿粉中和，再经固液分离，得到含硫酸铁、三氧化二铁的铁泥。本发明不产生钛石膏。不会出现因钛石膏难以应用，而堆放占用大量土地并且污染环境的问题。铁泥干渣中Fe含量达到55％以上，可以作为炼铁原料得到回收利用。

Description

一种硫酸法钛白废水处理方法

技术领域

本发明涉及一种硫酸法钛白粉生产工艺中产生的钛白废水处理方法。

背景技术

硫酸法钛白粉生产过程中会产生大量酸性废水，每生产1t钛白粉可产生废水40～60t。钛白废水中主要杂质为硫酸和硫酸亚铁，以及少量的偏钛酸，其硫酸含量为1.5～3％，铁含量为0.2～0.4％。该废水不能直接排放。

目前一般采用碱性物质中和方法处理钛白废水：一是将均化后的钛白废水用电石渣或石灰直接中和至PH:8.0，并通入空气氧化，经过固液分离得到达标的滤水和钛石膏。二是将均化后的钛白废水用电石渣或石灰分两步中和，先中和至PH:1～2，分离后得到普通沉淀石膏和含铁滤液；含铁滤液再中和至PH:8.0，经固液分离后得到达标的滤水和钛石膏。普通沉淀石膏与钛石膏重量比约为4:6。

钛石膏因大量铁离子水合作用，造成其含水量高、粘度大，难以应用，堆放不仅占用大量土地并且污染环境。上述两种方法都存在难以处置的钛石膏问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以减少钛石膏产生的硫酸法钛白废水处理方法，可以避免大量钛石膏难处理带来的堆放和环境污染问题，还能将钛白废水中铁实现资源化利用。

发明人注意到钛白废水中所含铁杂质绝大部分来自于偏钛酸一洗废水。而一洗废水中的硫酸浓度、铁浓度随着洗涤进程降低。发明人通过跟踪偏钛酸一次洗涤工艺流程，了解到每批片料一次水洗时间为连续5h。每组片一洗废水不同时段组分变化情况见下表：

废水时段	0～1h	1～2h	2～3h	3～4h	4～5h
						平均H₂SO₄(％)	17.515	7.675	2.650	1.315	0.850
平均Fe(％)	2.955	1.225	0.370	0.175	0.106

如果能将一洗废水中前段含硫酸浓度、铁浓度较高的废水收集起来另行处理，则其它各工段的钛白废水采用中和处理，可以明显减少或不产生钛石膏。

本发明正是基于上述思路实现的，包括如下步骤：

(1)将偏钛酸一洗工段中的硫酸浓度不低于5％的前段一洗废水单独分离出来并送至酸化槽；

(2)将偏钛酸一洗工段中的后段一洗废水及其它工段产生的酸性废水收集至废水均化池均化后，用电石渣或石灰中和至pH:7～8，并通入空气氧化1～2h，得到中和料浆a；

(3)将上述中和料浆a送入浓密池沉降，其上清液达标后外排，浓密稠浆送入酸化槽；

(4)搅拌并维持酸化槽内液体pH:1.0～1.5；

(5)将上述酸化料浆进行固液分离，得普通沉淀石膏和硫酸铁、硫酸亚铁混合溶液；

(6)将硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液送入中和池，用菱镁矿粉中和至pH:3.5～4.0，得中和料浆b；

(7)将中和料浆b进行固液分离，得到含硫酸铁、三氧化二铁的铁泥。

上述技术方案的原理为：通过碱性物中和处理含铁量较低的大部分钛白废水，使得所含硫酸根、铁离子沉降；由于亚铁离子在稀硫酸中的溶解度随着浓度增加而增加，用单独分离出来的酸浓较高的偏钛酸前段一洗废水处理，可以将其中铁沉淀物溶解，再通过固液分离得到普通沉淀石膏和富含亚铁离子的溶液。含铁溶液以菱镁矿粉为中和剂，使其中三价铁沉降下来，分离后得到铁泥，滤液返回废水均化池。主要反应式如下：

H₂SO₄+Ca(OH)₂→CaSO₄·2H₂O↓

4FeSO₄+O₂+4H₂O→2Fe₂O₃↓+4H₂SO₄

Fe₂O₃+3H₂SO₄→Fe₂(SO4)₃↓+3H₂O

H₂SO₄+MgCO₃→MgSO₄+CO₂+H₂O

所得普通沉淀石膏可用于制水泥缓凝剂，所得铁泥经干燥后可作为炼铁原料。

考虑到酸化处理的酸浓越高，对铁离子的溶解度越高。因此，步骤(1)所述单独分离出来的前段一洗废水硫酸浓度不低于7％较好。

步骤(2)用电石渣或石灰中和至pH:8，呈微碱性，有利于硫酸根离子形成石膏而沉淀。通入空气氧化时间最好是2h，以利于料浆中的二价铁转化为三价铁。

步骤(4)搅拌时间不低于0.5h。

步骤(6)用的菱镁矿粉其MgO含量不小于42.0％，CaO含量不大于1.0％，有利于生成MgSO₄。

步骤(7)得到的滤液返回废水均化池。

本发明的有益效果在于：

1、不产生钛石膏。不会出现因钛石膏难以应用，而堆放占用大量土地并且污染环境的问题。

2、钛白废水中的铁可以作为炼铁原料得到回收利用。通过将偏钛酸的一洗废水分段处理，使得大部分含铁量较低的钛白废水通过用电石渣或石灰中和及氧化处理后，二价铁离子氧化沉降得以富积在固相的稠浆中。用偏钛酸的前段高浓度一洗废水酸化处理前段中和浓密稠浆，使得稠浆中铁被酸解而进入液相中，从而获得不含铁的普通石膏。继而用菱镁矿粉中和含铁滤液，使用二价铁再次氧化成三次铁而进入固相的铁泥中，可以作为炼铁原料得到利用。经检测，本发明所得铁泥干渣中Fe含量达到55％以上。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

本发明所用钛白废水为安徽安纳达钛业公司处理钛白粉生产过程中排放的一洗废水、二洗废水、三洗废水及其它工段所产生的酸性废水。偏钛酸一次洗涤工艺每的批片料一次水洗时间为连续5h。所用菱镁矿粉其MgO含量不小于42.0％，CaO含量不大于1.0％。

实施例一：(1)将偏钛酸一洗工段中的硫酸浓度不低于5％的前段一洗废水，即对应于一次洗涤前2h部分的一洗废水单独分离出来并送至酸化槽，此部分一洗废水的H₂SO₄平均浓度为10.50％,含Fe量为1.77％；(2)将偏钛酸一洗工段中的后段一洗废水及其它工段产生的酸性废水收集至废水均化池均化，测得均化后废水中含H₂SO₄浓度为1.8％,含Fe量为0.15％，用电石渣或石灰中和至pH:7，并通入空气氧化1h，得到中和料浆a；(3)将中和料浆a送入浓密池沉降1h，其上清液达标后外排，浓密稠浆送入酸化槽；(4)搅拌反应0.5h，维持酸化槽内溶液PH:1～1.5；(5)将上述酸化料浆通过压滤进行固液分离，得普通沉淀石膏和硫酸铁、硫酸亚铁混合溶液；(6)将硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液送入中和池，用菱镁矿粉中和至pH:3.5～4.0，得中和料浆b；(7)将中和料浆b通过压滤进行固液分离，得到含硫酸铁、三氧化二铁的铁泥，滤液返回废水均化池。将铁泥于180℃恒温，经分析Fe含量为55.2％。

实施例二：(1)将偏钛酸一洗工段中的硫酸浓度不低于7％的前段一洗废水，即对应于一次洗涤前1.5h部分的一洗废水单独分离出来并送至酸化槽，此部分一洗废水的H₂SO₄平均浓度为12.50％,含Fe量为1.9％；(2)将偏钛酸一洗工段中的后段一洗废水及其它工段产生的酸性废水收集至废水均化池均化，测得均化后废水中含H₂SO₄浓度为1.85％,含Fe量为0.16％，用电石渣或石灰中和至pH:8，并通入空气氧化2h，得到中和料浆a；(3)将中和料浆a送入浓密池沉降1h，其上清液达标后外排，浓密稠浆送入酸化槽；(4)搅拌反应1h，维持酸化槽内溶液PH:1～1.5；(5)将上述酸化料浆通过压滤进行固液分离，得普通沉淀石膏和硫酸铁、硫酸亚铁混合溶液；(6)将硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液送入中和池，用菱镁矿粉中和至pH:3.5～4.0，得中和料浆b；(7)将中和料浆b通过压滤进行固液分离，得到含硫酸铁、三氧化二铁的铁泥，滤液返回废水均化池。将铁泥于180℃恒温，经分析Fe含量为55.8％。

Claims

1.一种硫酸法钛白废水处理方法，包括如下步骤：

(4)搅拌并维持酸化槽内液体pH:1.0～1.5；

2.根据权利要求1所述的硫酸法钛白废水处理方法，其特征是：步骤(1)所述单独分离出来的前段一洗废水硫酸浓度不低于7％。

3.根据权利要求1所述的硫酸法钛白废水处理方法，其特征是：步骤(2)用电石渣或石灰中和至pH:8，通入空气氧化2h。

4.根据权利要求1所述的硫酸法钛白废水处理方法，其特征是：步骤(4)搅拌时间不低于0.5h。

5.根据权利要求1所述的硫酸法钛白废水处理方法，其特征是：步骤(6)用的菱镁矿粉其MgO含量不小于42.0％，CaO含量不大于1.0％。

6.根据权利要求1所述的硫酸法钛白废水处理方法，其特征是：步骤(7)得到的滤液返回废水均化池。