CN105461245A - 一种钛石膏浆液的脱水方法 - Google Patents

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尹传华
向贤渊
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Abstract

本发明涉及一种钛石膏浆液快速脱水的方法，属于无机精细化工领域。本发明中首先测得钛石膏浆液等电点，通过石灰调节pH值至其等电点附近位置，使浆料中的固体容易发生聚集形成利于过滤的大颗粒；其次通过适当无机盐加入改变硫酸钙晶体的表面吸附状态，使其形成利于过滤的晶粒。通过本方法可以提高浆液脱水过滤性能，有效降低滤饼中的含水率，实现钛石膏浆液的高效脱水。

Description

一种钛石膏浆液的脱水方法
技术领域：
本发明涉及一种使钛石膏浆液快速脱水的方法，属于无机精细化工领域。
背景技术：
钛白粉工业中往往用石灰中和处理酸性废水，上述酸性废水中存在大量的硫酸根离子，因此该反应最终会生成大量难溶于水的硫酸钙，即人们平常所说的钛石膏。钛白粉的主要原料为钛铁矿，其中常常含有一定比例的Fe2+、Fe3+和Al3+离子。酸性废水中这些离子会在中和处理过程中生成絮状的无定形胶体沉淀，导致产生的钛石膏渣非常难于脱水。含水率低的钛石膏可以做为建筑石膏或者水泥原料被加以利用，而含水率较高的钛石膏中不但杂质成份较多而且难于堆放和运输，并且会在再利用过程中由于大量水的存在带来能耗过大、成本过高的问题。基于此，为了降低钛石膏含水率，钛白粉行业生产企业往往投入大量的人力物力对钛石膏浆液进行脱水，导致生产成本过高。因此，如何实现钛石膏的高效脱水，已经成为目前钛白粉工业的一个迫在眉睫的问题。
目前国内已经有相关学者和专家针对生活污泥和工业废渣的脱水问题进行了大量研究，提出了许多解决方法。例如发明专利“高效污泥脱水的无机复合调理剂-201010528448.2”中通过将无机高价阳离子混凝剂、生石灰和无机粉体细骨料按照一定配比加入城市污水处理厂产生的含水率高达97％左右的污泥中，使污泥比阻(SRF)和毛细吸水时间(CST)明显下降，从而大幅度提高污泥脱水性能。发明专利“磷矿浆减水晶形调节剂及其使用方法-98118950.4”中提及通过调节剂的加入加速磷石膏的结晶，使其晶粒粗大整齐，可以加快过滤速度，提高萃取率、洗涤率，降低料浆粘度和滤饼水份。发明专利“复合压滤离心脱水剂-201310008635.1”中提及通过石灰、PAM和发泡剂的混合物来调节淤泥的压滤离心脱水性能，通过石灰和PAM提高固体颗粒的聚集度，发泡剂提供脱水的孔隙通道，取得了较好的效果。然而，由于钛石膏浆液和污泥以及磷石膏浆液在成份和电性上的差异导致上述专利技术使用于钛石膏浆液时均未取得明显效果，无法实现钛石膏浆液的高效脱水。
发明内容：
本发明针对目前钛石膏浆液因成份复杂导致脱水困难的问题，提出了一种钛石膏浆液快速脱水方法利用方法。钛石膏浆液脱水困难一方面是因为体系中含有较多硫酸亚铁和硫酸铁，在中和时容易形成带正电的氢氧化铁絮状无定形沉淀，脱水不易形成高密度沉淀并且容易堵塞滤饼中的脱水孔隙通道；另一方面由于氢氧化铁的存在使得形成的硫酸钙结晶细小而过滤困难。本发明中首先测得钛石膏浆液等电点，通过石灰调节pH值至其等电点位置，使浆料中的固体电性基本为零容易发生聚集；其次通过适当无机盐加入使氢氧化铁沉淀不易在硫酸钙晶体表面吸附，有利于硫酸钙形成大晶粒，从而使得压滤离心脱水过程中水份可以更容易的从浆液中脱出，降低滤饼中的含水率。
本发明具体步骤如下：
1）搅拌条件下向生产钛白粉产生的废酸中通入石灰调节体系pH值至适宜范围。
2）控制浆液体系温度35～65℃，按照浆液：无机盐的一定质量百分比浓度向体系中加入无机盐，一定转速搅拌35～60min。
3）将经过上述步骤处理形成的钛石膏浆液输送至过滤脱水装置过滤即可。
通过本发明处理形成的钛石膏浆液中钛石膏晶粒大、结晶好，压滤离心时脱水速度明显加快。利用本方法对安徽金星钛白集团有限公司的钛石膏浆液进行处理，通过发明专利“一种判断不同石膏脱水性能的方法-20100263706.9”中提及的方法对处理前后的钛石膏浆液脱水性能进行比较。经测试发现，未经过处理的50mL浆液中固体沉降至量筒中15mL处的时间为20min，而同样体积的处理后浆液中固体沉降至相同位置耗时4.2～5.1min，说明本方法可以明显改善钛石膏浆液的脱水性能。
具体实施方式：
实施例1：搅拌条件下向安徽金星钛白集团有限公司生产钛白粉产生的1000mL废酸中通入石灰调节体系pH值至4.7。控制体系温度40℃，按照浆液：无机盐的质量百分比浓度0.06%向体系中加入无机盐，转速15转/min搅拌50min。通过发明专利“一种判断不同石膏脱水性能的方法-20100263706.9”中提及的方法测试处理后的磷石膏浆液的脱水性能，经过处理的50mL浆液中固体沉降至量筒中15mL处的时间为4.5min。
实施例2：搅拌条件下向安徽金星钛白集团有限公司生产钛白粉产生的1000mL废酸中通入石灰调节体系pH值至5.0。控制体系温度60℃，按照浆液：无机盐的质量百分比浓度0.08%向体系中加入无机盐，转速25转/min搅拌30min。通过发明专利“一种判断不同石膏脱水性能的方法-20100263706.9”中提及的方法测试处理后的磷石膏浆液的脱水性能，经过处理的50mL浆液中固体沉降至量筒中15mL处的时间为4.8min。
实施例3：搅拌条件下向安徽金星钛白集团有限公司生产钛白粉产生的1000mL废酸中通入石灰调节体系pH值至5.2。控制体系温度40℃，按照浆液：无机盐的质量百分比浓度0.05%向体系中加入无机盐，转速60转/min搅拌40min。通过发明专利“一种判断不同石膏脱水性能的方法-20100263706.9”中提及的方法测试处理后的磷石膏浆液的脱水性能，经过处理的50mL浆液中固体沉降至量筒中15mL处的时间为5.2min。
实施例4：搅拌条件下向安徽金星钛白集团有限公司生产钛白粉产生的1000mL废酸中通入石灰调节体系pH值至4.8。控制体系温度50℃，按照浆液：无机盐的质量百分比浓度0.10%向体系中加入无机盐，转速35转/min搅拌40min。通过发明专利“一种判断不同石膏脱水性能的方法-20100263706.9”中提及的方法测试处理后的磷石膏浆液的脱水性能，经过处理的50mL浆液中固体沉降至量筒中15mL处的时间为4.6min。

Claims (6)

1.一种使钛石膏浆液快速脱水的方法，其特征在于该方法具体步骤如下：（1）搅拌条件下向生产钛白粉产生的废酸中通入石灰调节体系pH值至适宜范围；（2）控制浆液体系温度35～65℃，按照浆液：无机盐的一定质量百分比浓度向体系中加入无机盐，15～60转/min转速搅拌35～60min；（3）将经过上述步骤处理形成的钛石膏浆液输送至过滤脱水装置过滤即可。
2.根据权利要求1，一种使钛石膏浆液快速脱水的方法，其特征在于：步骤（1）所述的pH值的适宜范围为4.7～5.2。
3.根据权利要求1，一种使钛石膏浆液快速脱水的方法，其特征在于：步骤（2）所述的浆液体系温度为35～65℃。
4.根据权利要求1，一种使钛石膏浆液快速脱水的方法，其特征在于：步骤（2）所述的无机盐为强电解质。
5.根据权利要求1，一种使钛石膏浆液快速脱水的方法，其特征在于：步骤（2）所述的无机盐中含有碳酸根（CO3 2－）。
6.根据权利要求1，一种使钛石膏浆液快速脱水的方法，其特征在于：步骤（2）所述加入无机盐的质量按照浆液：无机盐质量百分比浓度1：0.0005～0.001添加。
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