CN104176714A - 一种采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法，采用将含酸浓度为20％左右的钛白废酸压入过滤器，除去微粒悬浮物，经过高压泵加压，通过反渗透装置，少部分透过反渗透膜，制成清净淡水，送到清净淡水贮罐贮存备用；大部分留存了硫酸根及其它杂质，送到冷却结晶槽中，搅拌，使杂质充分析出、沉淀，然后将浓缩后的废酸打入压滤机，经除杂后的浓废酸放入循环槽中，以备再次经反渗透处理。当含酸浓度达到40％以上，送到硫酸生产装置，与浓酸混合增浓除杂后，制取98%浓硫酸。本发明有效地将钛白废酸浓缩到制取98%浓硫酸的浓度，解决了钛白废酸回收利用的难题，并具有工艺过程能耗低、简捷、有效、操作稳定、经济效益和环境效益显著等优点。

Description

一种采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法
技术领域
本发明涉及一种采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法。
背景技术
自硫酸法钛白粉生产以来，环保中最难解决的是废酸的有效回用，因为含酸浓度为20%左右的废酸要占处理废物的70%。按生产水解液中F值1.9计算，即1吨二氧化钛对应1.9吨硫酸，其中有约7成进入水解滤液，即折100%的1.33吨硫酸,还有其中因铁钛比带来的硫酸亚铁，总的加起来近1.7吨硫酸根，剩下的3成以洗水进入稀废酸。废酸的浓缩除杂处理回用或再用一直是行业内挥之不去又接纳不了的严重问题。为此，国内外学者一直坚持不懈地研究废酸的综合利用。发展至今，综合利用的途径较多，而应用于工业生产的有废酸浓缩法、中和法、因地制宜采用多种方法治理废酸的方法。
纵观国内外硫酸法钛白粉企业处理废酸的方法，采用废酸浓缩是最主要的方法，国外一些大型硫酸法钛白粉企业都使用浓缩法处理废酸。废酸浓缩法就是加热废酸，使硫酸浓度增加，然后返回酸解工序。浓缩法可以采用浸没燃烧法和真空浓缩法。浸没燃烧法为早期的浓缩工艺，工艺过程为在燃烧室中产生的高温气体(1200℃左右)，直接喷入废酸中，使废酸的水分蒸发而起到浓缩废酸的作用，由于硫酸浓度的提高使溶解在废酸中的硫酸亚铁以一水硫酸亚铁的形式析出，该法浓缩后的硫酸浓度不高，而且设备腐蚀厉害，前苏联有用此法把废硫酸浓缩至55％后出售或供生产磷肥使用。真空蒸发浓缩，根据其蒸发强度、浓缩级数，分别把20％左右的废硫酸浓缩至40％、50％、70％甚至90％以上，该法为近年来国内外钛白粉企业普遍采用的浓缩方法。但是采用加热法来浓缩钛白废酸存在难以克服的问题：（1）能耗高；（2）蒸发管道易堵塞，运行不稳定；（3）设备材质要求高，投资大；（4）操作复杂，维修困难。所以不适合我国一些中小型钛白粉企业。
有关公开文献报道了一些浓缩钛白废酸的新方法，例如：发明人刘黔蜀等人在发明专利ZL201210365019.7中公开了利用太阳能加热浓缩钛白废酸的方法，即利用太阳能加热装置对钛白废酸进行预加热，使钛白废酸温度达到50～90℃，然后将预加热后的钛白废酸送入配备有电加热的真空蒸发槽进行浓缩，该方法减少了废酸浓缩中传统能源的消耗，降低钛白废酸浓缩生产成本，但是太阳能不是365天都能用的，所以太阳能加热装置产生的热量只是作为真空蒸发槽的辅助热源而已。
但是上述文献还是没能找到一种能耗低、处理方法简单、又适用于中小型硫酸法钛白粉企业的浓缩钛白废酸的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种投资少、处理方法简单、占地面积小，采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：用耐腐蚀稀酸泵将含酸浓度为20％左右的钛白废酸压入粗过滤器和精过滤器，除去微粒悬浮物后，经过耐腐蚀高压泵加压，通过反渗透装置，其中少部分透过反渗透膜，制成清净淡水，走净水侧，直接送到清净淡水贮罐贮存备用；其中大部分留存了硫酸根及其它杂质，因此含硫酸浓度增高，走浓水侧，直接送到冷却结晶槽中，同时轻微搅拌，使杂质充分析出、沉淀，然后用耐腐蚀浓酸泵将浓缩后的废酸打入压滤机，除去微粒悬浮杂质，经除杂后的浓废酸放入循环槽中，以备再次经反渗透处理；当含酸浓度达到40％以上，就可以送到硫酸生产装置，与浓酸混合增浓除杂后，再制取98%浓硫酸。
上述采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法采用的设备包括：耐腐蚀稀酸泵、粗过滤器、精过滤器、耐腐蚀高压泵、反渗透装置、清净淡水贮罐、冷却结晶槽、耐腐蚀浓酸泵、压滤机、浓酸循环槽，其中耐腐蚀稀酸泵的出口接到粗过滤器的进口，粗过滤器设有排渣口；粗过滤器的出口接到精过滤器的进口，精过滤器设有排渣口；精过滤器的出口接到耐腐蚀高压泵进口，耐腐蚀高压泵出口接到反渗透装置进口，反渗透装置清水侧出口接到清净淡水贮罐进口；反渗透装置浓水侧出口接到冷却结晶槽进口，冷却结晶槽出口接到耐腐蚀浓酸泵进口，耐腐蚀浓酸泵出口接到压滤机进口，压滤机设有排渣口；压滤机出口接到浓酸循环槽进口。
上述采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法适用于硫酸法制取钛白粉的工艺。
上述采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法采用的耐腐蚀高压泵选用耐腐蚀高压离心泵或高压酸泵。
本发明与现有技术相比，其突出的实质性特点和显著的进步是：
1．工艺过程能耗低：采用反渗透法浓缩钛白废酸，比加热废酸，使硫酸浓度增加的方法要节能得多。
2．工艺简捷、有效：采用反渗透法浓缩钛白废酸，工艺过程简捷而有效，为废酸再制酸打下基础。
3．经济效益显著：该工艺投资少，回收及利用大量的废酸，经济效益显著。
4. 环境效益显著：该工艺过程不产生任何新的危害环境的有害物质，符合“减量化、资源化”原则，环境效益显著。
附图说明
图1是本发明的采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，反渗透法浓缩钛白废酸的方法采用的设备包括：耐腐蚀稀酸泵1、粗过滤器2、精过滤器3、耐腐蚀高压泵4、反渗透装置5、清净淡水贮罐6、冷却结晶槽7、耐腐蚀浓酸泵8、压滤机9、浓酸循环槽10。其中耐腐蚀稀酸泵1的出口接到粗过滤器2的进口，粗过滤器2设有排渣口；粗过滤器2的出口接到精过滤器3的进口，精过滤器3设有排渣口；精过滤器3的出口接到耐腐蚀高压泵4进口，耐腐蚀高压泵4出口接到反渗透装置5进口，反渗透装置5清水侧出口接到清净淡水贮罐6进口；反渗透装置5浓水侧出口接到冷却结晶槽7进口，冷却结晶槽7出口接到耐腐蚀浓酸泵8进口，耐腐蚀浓酸泵8出口接到压滤机9进口，压滤机9设有排渣口；压滤机9出口接到浓酸循环槽10进口。采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法采用的耐腐蚀高压泵选用耐腐蚀高压离心泵或高压酸泵。
具体流程如下：用耐腐蚀稀酸泵1将含酸浓度为20％左右的钛白废酸压入粗过滤器2和精过滤器3，除去微粒悬浮物后，经过耐腐蚀高压泵4加压，通过反渗透装置5，其中少部分透过反渗透膜，制成清净淡水，走净水侧，直接送到清净淡水贮罐6贮存备用；其中大部分留存了硫酸根及其它杂质，因此含硫酸浓度增高，走浓水侧，直接送到冷却结晶槽7中，同时轻微搅拌，使杂质充分析出、沉淀，然后用耐腐蚀浓酸泵8将浓缩后的废酸打入压滤机9，除去微粒悬浮杂质，经除杂后的浓废酸放入循环槽10中，以备再次经反渗透处理。当含酸浓度达到40％以上，就可以送到硫酸生产装置，与浓酸混合增浓除杂后，再制取98%浓硫酸。
实施例1
用耐腐蚀稀酸泵1将含酸浓度为20％左右的钛白废酸压入粗过滤器2和精过滤器3，除去微粒悬浮物后，经过耐腐蚀高压泵4加压，通过反渗透装置5，其中少部分透过反渗透膜，制成清净淡水，走净水侧，直接送到清净淡水贮罐6贮存备用；其中大部分留存了硫酸根及其它杂质，因此含硫酸浓度增高，走浓水侧，将含酸浓度达到30％的钛白废酸直接送到冷却结晶槽7中，同时轻微搅拌，使杂质充分析出、沉淀，然后用耐腐蚀浓酸泵8将浓缩后的废酸打入压滤机9，除去微粒悬浮杂质，经除杂后的浓废酸放入循环槽10中，以备再次经反渗透处理。当含酸浓度达到40％以上，就可以送到硫酸生产装置，与浓酸混合增浓后，再制取98%浓硫酸。
实施例2
用耐腐蚀稀酸泵1将含酸浓度为20％左右的钛白废酸压入粗过滤器2和精过滤器3，除去微粒悬浮物后，经过耐腐蚀高压泵4加压，通过反渗透装置5，其中少部分透过反渗透膜，制成清净淡水，走净水侧，直接送到清净淡水贮罐6贮存备用；其中大部分留存了硫酸根及其它杂质，因此含硫酸浓度增高，走浓水侧，将含酸浓度达到40％的钛白废酸直接送到冷却结晶槽7中，同时轻微搅拌，使杂质充分析出、沉淀，然后用耐腐蚀浓酸泵8将浓缩后的废酸打入压滤机9，除去微粒悬浮杂质，经除杂后的浓废酸放入循环槽10中，然后，就可以送到硫酸生产装置，与浓酸混合增浓除杂后，再制取98%浓硫酸。

Claims (3)

1.一种采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：
采用的设备包括：耐腐蚀稀酸泵（1）、粗过滤器（2）、精过滤器（3）、耐腐蚀高压泵（4）、反渗透装置（5）、清净淡水贮罐（6）、冷却结晶槽（7）、耐腐蚀浓酸泵（8）、压滤机（9）、浓酸循环槽（10），其中耐腐蚀稀酸泵（1）的出口接到粗过滤器（2）的进口，粗过滤器（2）设有排渣口；粗过滤器（2）的出口接到精过滤器（3）的进口，精过滤器（3）设有排渣口；精过滤器（3）的出口接到耐腐蚀高压泵（4）进口，耐腐蚀高压泵（4）出口接到反渗透装置（5）进口，反渗透装置（5）清水侧出口接到清净淡水贮罐（6）进口；反渗透装置（5）浓水侧出口接到冷却结晶槽（7）进口，冷却结晶槽（7）出口接到耐腐蚀浓酸泵（8）进口，耐腐蚀浓酸泵（8）出口接到压滤机（9）进口，压滤机（9）设有排渣口；压滤机（9）出口接到浓酸循环槽（10）进口；
具体流程如下：用耐腐蚀稀酸泵（1）将含酸浓度为20％左右的钛白废酸压入粗过滤器（2）和精过滤器（3），除去微粒悬浮物后，经过耐腐蚀高压泵（4）加压，通过反渗透装置（5），其中少部分透过反渗透膜，制成清净淡水，走净水侧，直接送到清净淡水贮罐（6）贮存备用；其中大部分留存了硫酸根及其它杂质，因此含硫酸浓度增高，走浓水侧，直接送到冷却结晶槽（7）中，同时轻微搅拌，使杂质充分析出、沉淀，然后用耐腐蚀浓酸泵（8）将浓缩后的废酸打入压滤机（9），除去微粒悬浮杂质，经除杂后的浓废酸放入循环槽（10）中，以备再次经反渗透处理；当含酸浓度达到40％以上，就可以送到硫酸生产装置，与浓酸混合增浓除杂后，再制取98%浓硫酸。
2.根据权利要求1所述的采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：适用于硫酸法制取钛白粉的工艺。
3.根据权利要求1所述的采用反渗透法浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：采用的耐腐蚀高压泵（4）选用耐腐蚀高压离心泵或高压酸泵。
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