CN105883917A - 一种利用氯化法钛白粉废气制备TiO2及HCl溶液的方法 - Google Patents

一种利用氯化法钛白粉废气制备TiO2及HCl溶液的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种利用氯化法钛白粉废气制备TiO2及HCl溶液的方法，本发明将氯化法钛白粉生产过程中的氯化废气通入酸洗塔，通过喷淋18～22％稀盐酸将废气中含有的TiCl4吸收，盐酸溶液中TiCl4遇水发生水解反应，生成TiOCl2和HCl，形成含有TiOCl2的悬浊液，通过两级膜过滤系统，将氯化废气生成的含TiOCl2的盐酸溶液进行分离，得到超细TiO2和盐酸溶液，收集的TiO2可作为氯化法钛白粉系统的副产品进行销售；分离出的盐酸可以外售，也可以送至氯化法钛白粉系统后处理使用。

Description

一种利用氯化法钛白粉废气制备TiO2及HCl溶液的方法
技术领域
本发明涉及氯化法钛白粉氯化废气综合利用领域，具体是涉及一种利用氯化法钛白粉废气制备TiO2及HCl溶液的方法。
背景技术
钛白粉学名为二氧化钛，被认为是世界上性能最好的一种白色颜料，具有较高的遮盖力、耐候性、消色力等，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等精细化工行业。目前生产钛白粉的方法主要有硫酸法和氯化法两种工艺。硫酸法是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生产硫酸亚钛，经水解生成偏钛酸，再经锻烧、粉碎即得到钛白粉产品。该工艺的优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料，技术较成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决。其缺点是流程长，只能以间歇操作为主，湿法操作，硫酸和水消耗高，废物及副产物多，对环境污染大。氯化法是将金红石或高钛熔渣粉料与焦炭混合后进行高温氯化生产精四氯化钛，精馏、除钒后，进行高温氧化，分级、表面处理，再经过滤、水洗、干燥、粉碎得到钛白粉产品。其优点是流程短，生产能力易扩大，连续自动化程度高，能耗相对低，“三废”少等优点，由于其在环保和产品质量上的优势，氯化法成为国内钛白粉行业产业升级的方向。
目前国内氯化法钛白粉生产过程中氯化工艺主要是沸腾氯化和熔盐氯化，氯化法钛白粉和金属钛工业生产四氯化钛时，钛原料与氯气进行高温氯化反应得到中间产品四氯化钛，其主要生产化学反应原理如下：
TiO2+C+2Cl2＝TiCl4+CO2 (1)
TiO2+2C+2Cl2＝TiCl4+2CO (2)
TiCl4+O2＝TiO2+2Cl2 (3)
在氯化工艺生产过程中会产生含有一定量TiCl4的废气，有些厂家将氯化废气经简单处理后直接排空，既浪费资源，又造成了环境污染。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种利用氯化法钛白粉废气制备TiO2及HCl溶液的方法。
本发明的技术方案如下：
一种利用氯化法钛白粉废气制备TiO2及HCl溶液的方法，包括以下步骤：
(1)将氯化法钛白粉生产过程中的氯化废气通入酸洗塔，通过喷淋18～22％稀盐酸将废气中含有的TiCl4吸收，得到酸性废液，在酸洗塔的循环盐酸溶液中TiCl4遇水发生水解反应，生成TiOCl2和HCl，酸洗塔不断补充新鲜水，控制盐酸浓度在18～22％；
(2)酸性废液进入初沉槽进行初步沉淀，TiOCl2富集在初沉槽底部形成浓浆，上清液进入盐酸贮槽；
(3)将初沉槽中的底部TiOCl2浓浆进入一级膜过滤系统，过滤其中的TiOCl2，滤液盐酸进入盐酸贮槽；当膜过滤系统过滤的TiOCl2逐步增多后，TiOCl2浓浆的进料压力会逐步增大，当进料压力增大到0.1MPa时，表明膜系统已经无法再进行过滤，需要进行反洗操作，此时需用水将TiOCl2冲下，当用水冲洗TiOCl2时，TiOCl2与水发生反应，生成TiO2和HCl，HCl溶于水形成盐酸溶液，流入二次过滤给料槽；
(4)二次过滤给料槽中的TiO2和HCl溶液经泵送入二级膜过滤系统，过滤其中的TiO2，滤液盐酸进入盐酸贮槽；当膜过滤系统过滤的TiO2逐步增多后，TiO2浆液的进料压力会逐步增大，当进料压力增大到0.2MPa时，表明膜系统已经无法再进行过滤，需要进行反洗操作，此时需用水将TiO2冲下，冲洗下的TiO2收集后形成超细TiO2。
盐酸贮槽中收集的盐酸可以送至氯化法钛白粉系统后处理使用。
有益效果
本发明将氯化法钛白粉生产过程中的氯化废气通入酸洗塔，通过喷淋18～22％稀盐酸将废气中含有的TiCl4吸收，盐酸溶液中TiCl4遇水发生水解反应，生成TiOCl2和HCl，形成含有TiOCl2的悬浊液，通过两级膜过滤系统，将氯化尾气生成的含TiOCl2的盐酸溶液进行分离，得到超细TiO2和盐酸溶液，收集的TiO2可作为氯化法钛白粉系统的副产品进行销售；分离出的盐酸可以外售，也可以送至氯化法钛白粉系统后处理使用。本发明将氯化法钛白粉生产过程中的氯化尾气回收利用，得到超细TiO2和盐酸溶液，提高副产品利用价值。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作详细的说明
实施例1
(1)将氯化法钛白粉生产过程中氯化废气通入酸洗塔，通过喷淋18～22％稀盐酸将废气中含有的TiCl4吸收，得到酸性废液，在酸洗塔的循环盐酸溶液中TiCl4遇水发生水解反应，生成TiOCl2和HCl，酸洗塔不断补充新鲜水，控制盐酸浓度在18～22％；
(2)酸性废液进入初沉槽进行初步沉淀：部分含TiOCl2的盐酸经泵送入初沉槽进行初步沉淀，TiOCl2富集在初沉槽底部，上清液流入盐酸贮槽；
(3)初沉槽底部含有TiOCl2的盐酸经泵送入一级膜过滤系统，过滤出TiOCl2，过滤后的盐酸送入盐酸贮槽；在膜过滤系统反冲洗的过程中，TiOCl2与水反应生成超细颗粒TiO2和HCl，流入二次过滤给料槽；
(4)二次过滤给料槽中的TiO2和盐酸溶液经泵送入二级膜过滤系统，过滤后的盐酸送入盐酸贮槽；在二次膜过滤系统反冲洗的过程中，TiO2被冲洗并收集进入TiO2浆料槽，可用于生产超细TiO2；盐酸从盐酸贮槽经泵送往后处理工段使用或外售。

Claims (1)

1.一种利用氯化法钛白粉废气制备TiO2及HCl溶液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将氯化法钛白粉生产过程中的氯化废气通入酸洗塔，通过喷淋18～22％稀盐酸将废气中含有的TiCl4吸收，得到酸性废液，在酸洗塔的循环盐酸溶液中TiCl4遇水发生水解反应，生成TiOCl2和HCl，酸洗塔不断补充新鲜水，控制盐酸浓度在18～22％；
(2)酸性废液进入初沉槽进行初步沉淀，TiOCl2富集在初沉槽底部形成浓浆，上清液进入盐酸贮槽；
(3)将初沉槽中的底部TiOCl2浓浆进入一级膜过滤系统，过滤其中的TiOCl2，滤液盐酸进入盐酸贮槽，当膜过滤系统过滤的TiOCl2逐步增多后，TiOCl2浓浆的进料压力会逐步增大，当进料压力增大到0.1MPa时，表明膜系统已经无法再进行过滤，需要进行反洗操作，此时需用水将TiOCl2冲下，当用水冲洗TiOCl2时，TiOCl2与水发生反应，生成TiO2和HCl，HCl溶于水形成盐酸溶液，流入二次过滤给料槽；
(4)二次过滤给料槽中的TiO2和HCl溶液经泵送入二级膜过滤系统，过滤其中的TiO2，滤液盐酸进入盐酸贮槽；当膜过滤系统过滤的TiO2逐步增多后，TiO2浆液的进料压力会逐步增大，当进料压力增大到0.2MPa时，表明膜系统已经无法再进行过滤，需要进行反洗操作，此时需用水将TiO2冲下，冲洗下的TiO2收集后形成超细TiO2。
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