CN108751236A - 一种钛白废酸制取镁肥的方法 - Google Patents

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sulfuric acid
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于耀杰
王庆来
张盈盈
李守阳
郭会良
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SHANDONG DAWN TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
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SHANDONG DAWN TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00—Compounds of magnesium
    • C01F5/40—Magnesium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D5/00—Fertilisers containing magnesium

Abstract

本发明公开了一种钛白废酸制取镁肥的方法，包含如下步骤：钛白废酸除杂、添加浓硫酸制备50%的硫酸溶液、过滤除杂、添加菱镁矿粉末发生酸解、添加纯碱调PH值、加入氧化剂双氧水进行氧化、蒸发结晶等步骤，在使钛白废酸得到综合利用，减少废酸和钛石膏的排放，降低了钛白粉行业对环境造成的污染；有效回收其中的硫酸、Mg2+等，生产出高品质的镁肥。

Description

一种钛白废酸制取镁肥的方法
技术领域
本发明涉及废液处理技术领域，具体是一种钛白废酸制取镁肥的方法。
背景技术
硫酸法钛白粉是目前我国生产钛白粉的主要方法，其特点是工艺简单、对设备和原料要求不高、基建成本低等，在未来几十年内都将成为我国的主流方法。但是其缺点是三废产量巨大，能源消耗高，尤其是硫酸的消耗和废酸的产量特别大，据统计，每生产1吨钛白粉需要产生浓度为10%的废酸15~20吨，就目前的产能来算，每年全国产生废酸3000万~4000万吨。这些废酸主要的处理方法是用碱性物质，如石灰、石粉等进行中和，其主要缺点是产生大量的钛石膏，钛石膏属于固体废弃物，有强烈的刺激性气味，处理起来比较麻烦。钛白废酸中含有大量有用成分，如硫酸、Mg2+、Fe2+等，用中和方法除去后这些物质全部转移到钛石膏中没有得到充分利用，这是资源的浪费。
公开号为CN103496779A的中国发明专利公开了一种用含镁矿处理钛白酸性废水的方法，其主要技术方案为：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。该方法直接将废酸与含镁矿粉进行反应，然而存在副产物多，镁回收率低的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，探索出一种以钛白废酸作为原料，在处理废酸的同时对硫酸、Mg2+等进行回收，并生产出高品质镁肥的方法。
所采取的技术方案是：
一种钛白废酸制取镁肥的方法，包含如下步骤：
（a）钛白废酸除杂：量取一定量的钛白废酸，静置24h后析出少量沉淀，进行过滤，收集滤液；
（b）制备硫酸溶液：测量步骤a所得滤液的酸度，添加浓度为98%的浓硫酸配制成浓度为50%的硫酸溶液，稀释过程中产生沉淀的方程式为：TiOSO4+2H2O= H2SO4+H2TiO3↓；
（c）过滤除杂：将浓度为50%的硫酸溶液静置12h，析出沉淀后进行过滤，收集滤液；
（d）酸解：量取一定量的步骤c所得滤液，对其持续搅拌，缓慢添加菱镁矿粉末，当pH=4.8~5.1时停止添加，并持续搅拌1.5h，该步骤的反应方程式为：MgCO3+H2SO4=MgSO4+H2O+CO2↑；
（e）过滤除杂：将步骤d所得反应物进行过滤，收集滤液；
（f）调PH值：将步骤e所得滤液持续搅拌，缓慢添加纯碱，当pH=8.5~9.0时停止添加，并持续搅拌1.5h；
（g）过滤除杂：将步骤f所得反应物进行过滤，收集滤液；
（h）氧化：将步骤g所得滤液持续搅拌，缓慢添加双氧水，当pH=6.5~7时停止添加，并持续搅拌1.5h，该步骤主要是氧化溶液中的二价铁，离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，其沉淀方程式为：Fe3++3OH-=FeOH3↓；
（j）过滤除杂：将步骤h所得反应物进行过滤，收集滤液；
（k）蒸发结晶：将步骤j所得滤液进行蒸发结晶，收集最终的结晶物。
优选的，所述菱镁矿粉末为过50目筛网的菱镁矿粉末。可减少含镁矿粉的消耗，使得酸解反应更加充分。
优选的，所述步骤a、c、e、g、j中使用双层滤纸进行过滤。
优选的，所述步骤k中使用蒸发皿进行蒸发结晶。
与现有技术相比，本发明可以使钛白废酸得到综合利用，减少废酸和钛石膏的排放，降低了钛白粉行业对环境造成的污染；有效回收其中的硫酸、Mg2+等，投资少，有效利用了钛白废酸降低了生产成本；通过添加浓硫酸对硫酸浓度进行调配，可减少废酸中硫酸亚铁等杂质的含量，酸解残渣的洗涤充分，有效地保证了硫酸镁浓度，生产出高品质的镁肥。
具体实施方式
实施例一：
一种钛白废酸制取镁肥的方法，包含如下步骤：
（a）钛白废酸除杂：量取一定量的钛白废酸，静置24h后析出少量沉淀，使用双层滤纸进行过滤，收集滤液；
（b）制备硫酸溶液：测量步骤a所得滤液的酸度，添加浓度为98%的浓硫酸配制成浓度为50%的硫酸溶液；
（c）过滤除杂：将浓度为50%的硫酸溶液静置12h，析出沉淀后使用双层滤纸进行过滤，收集滤液；
（d）酸解：量取一定量的步骤c所得滤液，对其持续搅拌，缓慢添加过50目筛网的菱镁矿粉末，菱镁矿的主要成分是碳酸镁，当pH=4.9时停止添加，并持续搅拌1.5h；
（e）过滤除杂：将步骤d所得反应物使用双层滤纸进行过滤，收集滤液；
（f）调PH值：将步骤e所得滤液持续搅拌，缓慢添加纯碱，当pH=8.8时停止添加，并持续搅拌1.5h；
（g）过滤除杂：将步骤f所得反应物使用双层滤纸进行过滤，收集滤液；
（h）氧化：将步骤g所得滤液持续搅拌，缓慢添加双氧水，当pH=6.8时停止添加，并持续搅拌1.5h；
（j）过滤除杂：将步骤h所得反应物使用双层滤纸进行过滤，收集滤液；
（k）蒸发结晶：将步骤j所得滤液置于蒸发皿进行蒸发结晶，收集最终的结晶物。
实施例二：
一种钛白废酸制取硫酸镁肥料的方法，包含如下步骤：
（a）钛白废酸除杂：量取一定量的钛白废酸，静置24h后析出少量沉淀，进行过滤，收集滤液；
（b）制备硫酸溶液：测量步骤a所得滤液的酸度，添加浓度为98%的浓硫酸配制成浓度为50%的硫酸溶液；
（c）过滤除杂：将浓度为50%的硫酸溶液静置12h，析出沉淀后进行过滤，收集滤液；
（d）酸解：量取一定量的步骤c所得滤液，对其持续搅拌，缓慢添加过50目筛网的菱镁矿粉末，当pH=5.1时停止添加，并持续搅拌1.5h；
（e）过滤除杂：将步骤d所得反应物进行过滤，收集滤液；
（f）调PH值：将步骤e所得滤液持续搅拌，缓慢添加纯碱，当pH=9.0时停止添加，并持续搅拌1.5h；
（g）过滤除杂：将步骤f所得反应物进行过滤，收集滤液；
（h）氧化：将步骤g所得滤液持续搅拌，缓慢添加双氧水，当pH=7时停止添加，并持续搅拌1.5h；
（j）过滤除杂：将步骤h所得反应物进行过滤，收集滤液；
（k）蒸发结晶：将步骤j所得滤液进行蒸发结晶，收集最终的结晶物。

Claims (4)

1.一种钛白废酸制取镁肥的方法，其特征在于，包含如下步骤：
（a）钛白废酸除杂：量取一定量的钛白废酸，静置24h后析出少量沉淀，进行过滤，收集滤液；
（b）制备硫酸溶液：测量步骤a所得滤液的酸度，添加浓度为98%的浓硫酸配制成浓度为50%的硫酸溶液；
（c）过滤除杂：将浓度为50%的硫酸溶液静置12h，析出沉淀后进行过滤，收集滤液；
（d）酸解：量取一定量的步骤c所得滤液，对其持续搅拌，缓慢添加菱镁矿粉末，当pH=4.8~5.1时停止添加，并持续搅拌1.5h；
（e）过滤除杂：将步骤d所得反应物进行过滤，收集滤液；
（f）调PH值：将步骤e所得滤液持续搅拌，缓慢添加纯碱，当pH=8.5~9.0时停止添加，并持续搅拌1.5h；
（g）过滤除杂：将步骤f所得反应物进行过滤，收集滤液；
（h）氧化：将步骤g所得滤液持续搅拌，缓慢添加双氧水，当pH=6.5~7时停止添加，并持续搅拌1.5h；
（j）过滤除杂：将步骤h所得反应物进行过滤，收集滤液；
（k）蒸发结晶：将步骤j所得滤液进行蒸发结晶，收集最终的结晶物。
2.根据权利要求1所述的钛白废酸制取镁肥的方法，其特征在于，所述菱镁矿粉末为过50目筛网的菱镁矿粉末。
3.根据权利要求1所述的钛白废酸制取镁肥的方法，其特征在于，所述步骤a、c、e、g、j中使用双层滤纸进行过滤。
4.根据权利要求1所述的钛白废酸制取镁肥的方法，其特征在于，所述步骤k中使用蒸发皿进行蒸发结晶。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1220970A (zh) * 1998-11-13 1999-06-30 化学工业部连云港设计研究院 在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺
CN104118893A (zh) * 2014-07-31 2014-10-29 四川龙蟒钛业股份有限公司 一种利用钛白废酸生产工业级硫酸镁方法

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