CN108950219A - 一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法，按以下步骤进行：(1)采用萃取有机溶液与钛白废酸混合进行级萃取，所述的萃取有机溶液的萃取剂为P204或P507；(2)将萃取相与反萃剂混合反萃；(3)向反萃液中加盐酸后加热，再加入草酸搅拌反应，过滤的沉淀煅烧得到氧化钪；(4)向萃余液中加入氧化剂和沉淀剂搅拌反应，过滤的沉淀烘干获得磷酸铁产品；(5)滤液经调酸后，作为浸出剂用于钛白粉硫酸生产工序。本发明的方法实现了钛白废酸中有价组元的梯级提取利用，实现了酸和水的循环利用，是一种清洁环保的处理工艺。
Description
技术领域
本发明属于废弃物处理技术领域，特别涉及一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法。
背景技术
世界上90％以上的钛矿用于生产钛白粉，其中硫酸法是主要的生产方法之一，该方法最大问题在于废酸排放量大。据统计，生产1吨钛白粉，要排出浓度约为20％的废酸8～10吨，而中国钛白行业年产该浓度废硫酸达到600万吨，数量巨大，直接排放则严重污染环境。
在国内硫酸法钛白企业中，钛白废酸处理方法主要有真空浓缩、石灰中和、浸取磷矿制磷酸等工艺；钛白废酸处理过程中主要问题在于处理成本过高以及有价组员无法有效提取利用。以处理成本最低的石灰中和法计，每处理1吨钛白废酸的费用就在60元以上；目前我国相关从业人员围绕钛白废酸的处理及高效综合利用进行了大量的研究。
申请号为201110385395.8的专利“一种钛白废酸的利用方法”，公开了一种钛白废酸的利用方法，将硫酸法钛白粉副产物钛白废酸用水稀释至H2SO4重量百分比浓度不高于5％的稀酸液，用该稀酸液作为湿法磷酸所得磷石膏滤饼的洗涤水，经过洗涤后的洗涤液作为回磷酸进入湿法磷酸反应系统。
申请号为201010511576.6的专利“一种钛白废酸的处理方法”，提出一种钛白废酸的处理方法，它包括下述步骤：(1)对钛白废酸进行沉淀预处理，分离并回收固体钛；(2)将步骤(1)得到的溶液与浓硫酸或发烟酸按质量比为1:0.7～2的比例混合、熟化；进行固液分离即可得到58～69％的硫酸与硫酸亚铁晶体。
申请号为201010159990.5的专利“硫酸法钛白废酸的综合利用方法”，提出了一种成本较低的硫酸法钛白废酸的综合利用方法；即采用含有氧化铜或氧化锌的矿石中和钛白废酸，过滤得到硫酸铜和硫酸锌溶液；用铁粉还原硫酸铜制备海绵铜，硫酸锌电解制得金属锌，制备海绵铜所得废液或硫酸锌电解后的废液用石灰中和处理后达标排放。
申请号为201010142996.1的专利“由钛白废酸制取电解金属锰的方法”，提出了一种由钛白废酸制取电解金属锰的方法，包括如下步骤：a、浸出：将含有二氧化锰的锰矿、硫铁矿和钛白废酸加入反应容器中，加热至温度为90～100℃进行反应，反应过程中加适量水弥补蒸发的水量，当溶液的pH值为1.5～2时，加入CaCO3中和溶液pH值至4.8～5.2，再加入氨水调节pH值至6.2～6.4；b、过滤：a步骤的反应产物过滤得到滤液和滤渣；c、净化除重金属：b步骤所得滤液加硫化盐除去重金属，过滤，滤液静置24～48h后再精滤，得到符合电解要求的滤液；d、电解，得到金属锰和含硫酸的废电解液即阳极液。
申请号为201010216335.9的专利，“利用硫酸法钛白废酸生产锌的方法”，提出了一种利用硫酸法钛白废酸生产锌的方法，包括如下步骤：a、将含锌原料与硫酸法钛白废酸混合，制得一次浸出液和滤饼；b、将含锌原料、一次浸出液、电解锌的废电解液混合进行二次浸取，制得二次浸出液；c、于二次浸出液中加入石灰乳调节溶液pH值为5～6，过滤，滤液备用；d、c步骤所得滤液中加入氧化剂，并调节溶液pH值为5.0～5.4，过滤，滤液备用；e、d步骤所得滤液中加入锌置换镉，过滤，滤液备用；f、调节e步骤所得滤液的pH值为7.5～8.0，过滤，收集滤饼和滤液备用；g、f步骤所得滤饼加入硫酸溶解，过滤，所得滤液中加入过量锌，再次过滤，滤液电解得到金属锌。
上述方法虽然也可以实现钛白废酸的利用，但是存在一些问题：一是成本高，二是钛白废酸中的有价组元钪，铁，钛等无法有效提取利用，三是需借助其他相关生产工艺予以配合，工艺繁琐。
发明内容
针对现有钛白废酸处理技术存在的上述不足，本发明提供一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法，采用溶剂萃取及选择性沉淀技术提取钪铁元素，废酸循环利用，多级循环后利用离子交换技术回收废酸中剩余铁，锰，镁，铝等金属阳离子，简化工艺的同时，实现废酸的综合利用。
本发明的方法按以下步骤进行：
1、采用萃取有机溶液与钛白废酸混合进行1～9级萃取，每级萃取时萃取有机溶液与钛白废酸的体积比为1∶(2～20)，每级的萃取时间为3～20min，萃取温度为10～40℃，萃取完成后获得萃取相和萃余液；所述的萃取有机溶液由萃取剂、稀释剂和改质剂混合制成；所述的萃取剂为P204或P507，所述的稀释剂为磺化煤油，所述的改质剂为磷酸三丁酯；萃取剂占萃取有机溶液总体积的10～40％，改质剂占萃取有机溶液总体积的总体积的2～4％，其余为稀释剂；萃取完成后钪元素进入萃取相；
2、将萃取相反萃剂混合，进行1～5级反萃，每级反萃时反萃剂和萃取相的体积比为(0.5～5)：1，每级的反萃时间为2～20min，反萃温度为10～40℃，反萃完成后获得反萃液和空白有机相；所述的反萃剂为氢氧化钠和氯化钠的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为0.2～4mol/L，氯化钠浓度为0.2～2mol/L；反萃完成后钪元素进入反萃液；
3、向反萃液中加入盐酸调pH值至1.5～2.5使钪全部溶解，然后加热至60～90℃，边搅拌边加入再加入固体的草酸，草酸加入量按完全反应所述草酸总量的1～2倍，所依据的反应式为：
Sc2(SO4)3+3H2C2O4→Sc2(C2O4)3+3H2SO4；
最后在搅拌条件下反应30～60分钟，过滤分离出沉淀，经洗涤后烘干去除水分，加热至800～900℃煅烧1～3小时，得到三氧化二钪重量百分比＞99％的氧化钪产品；
4、向萃余液中加入氧化剂和沉淀剂，在20～90℃和搅拌条件下反应5～30min，过滤分离出沉淀以及含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液，沉淀在50～200℃下烘干去除水分，获得磷酸铁产品；所述的氧化剂为双氧水、次氯酸或高锰酸钾的水溶液，所述的沉淀剂为磷酸、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸钠、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠中的一种或两种以上的混合物的水溶液；氧化剂的用量按氧化剂与萃余液中的亚铁离子全部氧化为三价铁离子所需量的1～2倍加入，沉淀剂的用量按全部三价铁离子沉淀形成磷酸铁所需总量的1.0～2.0倍加入；氧化剂的浓度0.01～3mol/L，沉淀剂的浓度为0.01～3mol/L；
5、含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液经调酸后，作为浸出剂用于钛白粉硫酸生产工序。
上述的方法中，含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液经5～10级循环使用后，累积的Mn2+、Al3 +和Mg2+以及Fe3+浓度不断增加，采用酸性阳离子交换树脂吸附滤液中的Mn2+、Al3+和Mg2+以及Fe3+，酸性阳离子交换树脂为吸附全部Mn2+、Al3+和Mg2+以及Fe3+理论用量的1.0～2.0倍，吸附时间20～300min，吸附温度20～50℃，吸附完成后剩余的液体作为浸出剂用于钛白粉硫酸生产工序；吸附完成后的酸性阳离子交换树脂经浓度1～4mol/L的硫酸解析，获得的解析液回收处理，解析后的酸性阳离子交换树脂循环使用。
上述的钛白废酸中硫酸浓度150～250g/L，Fe2+和Fe3+浓度15～50g/L，Mg2+浓度1～7g/L，Al3+浓度0.5～3.0g/L，Mn2+浓度1～6g/L，Sc3+浓度1～40ppm。
上述的盐酸的浓度为1～5mol/L。
上述的空白有机相返回步骤1作为萃取有机溶液循环使用。
上述的磷酸铁作为制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的前驱体。
上述的酸性阳离子交换树脂为磺酸型强酸性阳离子交换树脂D001，或者为羧酸型弱酸性阳离子交换树脂D109、D113、D151或D152中的一种或几种。
上述方法中，萃取完成后钪元素进入萃取相；Mn2+、Al3+、Mg2+和Fe3+进入萃余液。
与传统的钛白废酸利用技术相比，本发明优点在于：
1)实现了钛白废酸中有价组元的梯级提取利用，其中钪与铁高效分离后分别制备高值产品氧化钪与磷酸铁；
2)提取利用后滤液经适当调酸后返回钛白生产主流程，实现了酸和水的循环利用，真正做到零排放，是一种清洁环保的处理工艺；
3)钛白废酸中提取利用后，溶液中钛与剩余铁又进入钛白生产主流程，无需再专门提取与处理，工艺简单。
本发明将钛白废酸作为湿法磷酸的滤饼洗涤水，即可进入湿法磷酸生产系统得到利用，利用方法简单，降低了磷酸生产成本。同时还可以减缓过滤系统及回磷酸管线的结垢，可以延长过滤系统清洗周期，提高开车时间，提高生产效率。
具体实施方式
本发明实施例中采用的P204、P507、磺化煤油和磷酸三丁酯为市购产品。
本发明实施例中煅烧采用的设备为电热炉。
本发明实施例中采用的钪的回收率>74％。
本发明实施例中铁的回收率≥60％。
本发明实施例中钪回收率的计算方法为：通过分别称量钛白废酸和反萃液的体积，再分别乘以液体中钪离子的浓度，得到反萃液和钛白废酸中的总钪量，反萃液的总钪量/钛白废酸的总钪量＝钪的回收率。
本发明实施例中铁回收率的计算方法为：通过分别称量钛白废酸和滤液(步骤4)的体积，再分别乘以其铁离子的浓度，得到滤液和钛白废酸中的总铁量，滤液中总铁量/钛白废酸中总铁量＝铁的回收率。
本发明实施例中的钛白废酸中，硫酸浓度150～250g/L，Fe2+和Fe3+浓度15～50g/L，Mg2+浓度1～7g/L，Al3+浓度0.5～3.0g/L，Mn2+浓度1～6g/L，Sc3+浓度1～40ppm。
本发明实施例中Fe3+、Mn2+、Al3+和Mg2+的吸附率分别≥65％、70％、75％与60％；经硫酸解析后，Fe3+、Mn2+、Al3+和Mg2+的解析率分别≥90％、92％、92％和89％。
本发明实施例中的调酸是指采用质量浓度98％的浓硫酸与滤液混合制成H2SO4质量百分比80％的酸溶液。
实施例1
采用萃取有机溶液与钛白废酸混合进行1级萃取，每级萃取时萃取有机溶液与钛白废酸的体积比为1∶2，每级的萃取时间20min，萃取温度40℃，萃取完成后获得萃取相和萃余液；所述的萃取有机溶液由萃取剂、稀释剂和改质剂混合制成；所述的萃取剂为P204，所述的稀释剂为磺化煤油，所述的改质剂为磷酸三丁酯；萃取剂占萃取有机溶液总体积的40％，改质剂占萃取有机溶液总体积的总体积的2％，其余为稀释剂；萃取完成后钪元素进入萃取相；Mn2+、Al3+、Mg2+和Fe3+进入萃余液；
将萃取相反萃剂混合，进行1级反萃，每级反萃时反萃剂和萃取相的体积比为5：1，每级的反萃时间为2min，反萃温度为40℃，反萃完成后获得反萃液和空白有机相；所述的反萃剂为氢氧化钠和氯化钠的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为0.2mol/L，氯化钠浓度为0.2mol/L；反萃完成后钪元素进入反萃液；空白有机相作为萃取有机溶液循环使用；
向反萃液中加入盐酸调pH值至1.5使钪全部溶解，盐酸的浓度为5mol/L，然后加热至90℃，再加入草酸，草酸加入量按完全反应所述草酸总量的1倍；最后在搅拌条件下反应60分钟，过滤分离出沉淀，经洗涤后烘干去除水分，加热至800℃煅烧3小时，得到三氧化二钪重量百分比＞99％的氧化钪产品；
向萃余液中加入氧化剂和沉淀剂，在20℃和搅拌条件下反应30min，过滤分离出沉淀以及含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液，沉淀在50℃下烘干去除水分，获得磷酸铁产品；磷酸铁作为制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的前驱体；所述的氧化剂为双氧水的水溶液，所述的沉淀剂为磷酸的水溶液；氧化剂的用量按氧化剂与萃余液中的亚铁离子全部氧化为三价铁离子所需量的1倍加入，沉淀剂的用量按全部三价铁离子沉淀形成磷酸铁所需总量的1.0倍加入；氧化剂的浓度0.01mol/L，沉淀剂的浓度为0.01mol/L；
含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液经调酸后，作为浸出剂用于钛白粉硫酸生产工序；
含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液经5级循环使用后，累积的Mn2+、Al3+和Mg2+以及Fe3+浓度不断增加，采用酸性阳离子交换树脂吸附滤液中的Mn2+、Al3+和Mg2+以及Fe3+，酸性阳离子交换树脂为吸附全部Mn2+、Al3+和Mg2+以及Fe3+理论用量的1.0倍，吸附时间20min，吸附温度50℃，吸附完成后剩余的液体作为浸出剂用于钛白粉硫酸生产工序；吸附完成后的酸性阳离子交换树脂经浓度1mol/L的硫酸解析，获得的解析液回收处理，解析后的酸性阳离子交换树脂循环使用；酸性阳离子交换树脂为磺酸型强酸性阳离子交换树脂D001；
钪的回收率为76.80％，以磷酸铁形式沉淀铁的回收率为65％。
实施例2
方法同实施例1，不同点在于：
(1)采用萃取有机溶液与钛白废酸混合进行3级萃取，每级萃取时萃取有机溶液与钛白废酸的体积比为1∶6，每级的萃取时间15min，萃取温度35℃；萃取剂为P507，萃取剂占萃取有机溶液总体积的30％，改质剂占萃取有机溶液总体积的总体积的3％，
(2)将萃取相反萃剂混合，进行2级反萃，每级反萃时反萃剂和萃取相的体积比为4：1，每级的反萃时间为5min，反萃温度为35℃；反萃剂中氢氧化钠浓度为1mol/L，氯化钠浓度为0.5mol/L；
(3)向反萃液中加入盐酸调pH值至2使钪全部溶解，盐酸的浓度为4mol/L，然后加热至80℃，再加入草酸，草酸加入量按完全反应所述草酸总量的1.5倍；最后在搅拌条件下反应50分钟，过滤分离出沉淀，经洗涤后烘干去除水分，加热至850℃煅烧2小时；
(4)向萃余液中加入氧化剂和沉淀剂，在40℃和搅拌条件下反应20min，分离的沉淀在100℃下烘干去除水分；氧化剂为次氯酸的水溶液，沉淀剂为磷酸二氢钾的水溶液；氧化剂的用量为理论所需量的1.5倍加入，沉淀剂的用量为理论所需总量的1.5倍加入；氧化剂的浓度0.1mol/L，沉淀剂的浓度为0.1mol/L；
(5)含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液经6级循环使用后，采用酸性阳离子交换树脂吸附滤液中的金属离子，酸性阳离子交换树脂为理论用量的1.5倍，吸附时间50min，吸附温度40℃，吸附完成后的酸性阳离子交换树脂经浓度2mol/L的硫酸解析；酸性阳离子交换树脂为羧酸型弱酸性阳离子交换树脂D109；
钪的回收率为74.48％，以磷酸铁形式沉淀铁的回收率为68％。
实施例3
方法同实施例1，不同点在于：
(1)采用萃取有机溶液与钛白废酸混合进行5级萃取，每级萃取时萃取有机溶液与钛白废酸的体积比为1∶9，每级的萃取时间10min，萃取温度30℃；萃取剂占萃取有机溶液总体积的20％，改质剂占萃取有机溶液总体积的总体积的3％，
(2)将萃取相反萃剂混合，进行3级反萃，每级反萃时反萃剂和萃取相的体积比为3：1，每级的反萃时间为10min，反萃温度为30℃；反萃剂中氢氧化钠浓度为2mol/L，氯化钠浓度为1mol/L；
(3)向反萃液中加入盐酸调pH值至2使钪全部溶解，盐酸的浓度为3mol/L，然后加热至70℃，再加入草酸，草酸加入量按完全反应所述草酸总量的1.5倍；最后在搅拌条件下反应40分钟，过滤分离出沉淀，经洗涤后烘干去除水分，加热至850℃煅烧2小时；
(4)向萃余液中加入氧化剂和沉淀剂，在60℃和搅拌条件下反应15min，分离的沉淀在120℃下烘干去除水分；氧化剂为次氯酸的水溶液，沉淀剂为磷酸钠的水溶液；氧化剂的用量为理论所需量的1.5倍加入，沉淀剂的用量为理论所需总量的1.5倍加入；氧化剂的浓度1mol/L，沉淀剂的浓度为1mol/L；
(5)含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液经8级循环使用后，采用酸性阳离子交换树脂吸附滤液中的金属离子，酸性阳离子交换树脂为理论用量的1.5倍，吸附时间100min，吸附温度30℃，吸附完成后的酸性阳离子交换树脂经浓度3mol/L的硫酸解析；酸性阳离子交换树脂为羧酸型弱酸性阳离子交换树脂D113；
钪的回收率为85.26％，以磷酸铁形式沉淀铁的回收率为69％。
实施例4
方法同实施例1，不同点在于：
(1)采用萃取有机溶液与钛白废酸混合进行7级萃取，每级萃取时萃取有机溶液与钛白废酸的体积比为1∶5，每级的萃取时间15min，萃取温度20℃；萃取剂为P507，萃取剂占萃取有机溶液总体积的15％，改质剂占萃取有机溶液总体积的总体积的4％，
(2)将萃取相反萃剂混合，进行4级反萃，每级反萃时反萃剂和萃取相的体积比为2：1，每级的反萃时间为15min，反萃温度为20℃；反萃剂中氢氧化钠浓度为3mol/L，氯化钠浓度为1.5mol/L；
(3)向反萃液中加入盐酸调pH值至2.5使钪全部溶解，盐酸的浓度为2mol/L，然后加热至65℃，再加入草酸，草酸加入量按完全反应所述草酸总量的2倍；最后在搅拌条件下反应30分钟，过滤分离出沉淀，经洗涤后烘干去除水分，加热至900℃煅烧1小时；
(4)向萃余液中加入氧化剂和沉淀剂，在80℃和搅拌条件下反应10min，分离的沉淀在150℃下烘干去除水分；氧化剂为高锰酸钾的水溶液，沉淀剂为磷酸二氢钠的水溶液；氧化剂的用量为理论所需量的2倍加入，沉淀剂的用量为理论所需总量的2倍加入；氧化剂的浓度2mol/L，沉淀剂的浓度为2mol/L；
(5)含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液经9级循环使用后，采用酸性阳离子交换树脂吸附滤液中的金属离子，酸性阳离子交换树脂为理论用量的2.0倍，吸附时间200min，吸附温度25℃，吸附完成后的酸性阳离子交换树脂经浓度4mol/L的硫酸解析；酸性阳离子交换树脂为羧酸型弱酸性阳离子交换树脂D151；
钪的回收率为80.51％，以磷酸铁形式沉淀铁的回收率为60％。
实施例5
方法同实施例1，不同点在于：
(1)采用萃取有机溶液与钛白废酸混合进行9级萃取，每级萃取时萃取有机溶液与钛白废酸的体积比为1∶20，每级的萃取时间3min，萃取温度10℃；萃取剂占萃取有机溶液总体积的10％，改质剂占萃取有机溶液总体积的总体积的4％，
(2)将萃取相反萃剂混合，进行5级反萃，每级反萃时反萃剂和萃取相的体积比为0.5：1，每级的反萃时间为20min，反萃温度为10℃；反萃剂中氢氧化钠浓度为4mol/L，氯化钠浓度为2mol/L；
(3)向反萃液中加入盐酸调pH值至2.5使钪全部溶解，盐酸的浓度为1mol/L，然后加热至60℃，再加入草酸，草酸加入量按完全反应所述草酸总量的2倍；最后在搅拌条件下反应30分钟，过滤分离出沉淀，经洗涤后烘干去除水分，加热至900℃煅烧1小时；
(4)向萃余液中加入氧化剂和沉淀剂，在90℃和搅拌条件下反应5min，分离的沉淀在200℃下烘干去除水分；氧化剂为高锰酸钾的水溶液，沉淀剂为磷酸氢二钾和磷酸氢二钠的等质量混合物的水溶液；氧化剂的用量为理论所需量的2倍加入，沉淀剂的用量为理论所需总量的2.0倍加入；氧化剂的浓度3mol/L，沉淀剂的浓度为3mol/L；
(5)含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液经10级循环使用后，采用酸性阳离子交换树脂吸附滤液中的金属离子，酸性阳离子交换树脂为理论用量的2.0倍，吸附时间300min，吸附温度20℃，吸附完成后的酸性阳离子交换树脂经浓度4mol/L的硫酸解析；酸性阳离子交换树脂为羧酸型弱酸性阳离子交换树脂D152；
钪的回收率为82％，以磷酸铁形式沉淀铁的回收率为64％。
Claims (6)
1.一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)采用萃取有机溶液与钛白废酸混合进行1～9级萃取，每级萃取时萃取有机溶液与钛白废酸的体积比为1∶(2～20)，每级的萃取时间为3～20min，萃取温度为10～40℃，萃取完成后获得萃取相和萃余液；所述的萃取有机溶液由萃取剂、稀释剂和改质剂混合制成；所述的萃取剂为P204或P507，所述的稀释剂为磺化煤油，所述的改质剂为磷酸三丁酯；萃取剂占萃取有机溶液总体积的10～40％，改质剂占萃取有机溶液总体积的总体积的2～4％，其余为稀释剂；萃取完成后钪元素进入萃取相；
(2)将萃取相反萃剂混合，进行1～5级反萃，每级反萃时反萃剂和萃取相的体积比为(0.5～5)：1，每级的反萃时间为2～20min，反萃温度为10～40℃，反萃完成后获得反萃液和空白有机相；所述的反萃剂为氢氧化钠和氯化钠的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为0.2～4mol/L，氯化钠浓度为0.2～2mol/L；反萃完成后钪元素进入反萃液；
(3)向反萃液中加入盐酸调pH值至1.5～2.5使钪全部溶解，然后加热至60～90℃，边搅拌边加入固体的草酸，草酸加入量按完全反应所需草酸总量的1～2倍，所依据的反应式为：
Sc2(SO4)3+3H2C2O4→Sc2(C2O4)3+3H2SO4；
最后在搅拌条件下反应30～60分钟，过滤分离出沉淀，经洗涤后烘干去除水分，加热至800～900℃煅烧1～3小时，得到三氧化二钪重量百分比＞99％的氧化钪产品；
(4)向萃余液中加入氧化剂和沉淀剂，在20～90℃和搅拌条件下反应5～30min，过滤分离出沉淀以及含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液，沉淀在50～200℃下烘干去除水分，获得磷酸铁产品；所述的氧化剂为双氧水、次氯酸或高锰酸钾的水溶液，所述的沉淀剂为磷酸、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸钠、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠中的一种或两种以上的混合物的水溶液；氧化剂的用量按氧化剂与萃余液中的亚铁离子全部氧化为三价铁离子所需量的1～2倍加入，沉淀剂的用量按全部三价铁离子沉淀形成磷酸铁所需总量的1.0～2.0倍加入；氧化剂的浓度0.01～3mol/L，沉淀剂的浓度为0.01～3mol/L；
(5)含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液经调酸后，作为浸出剂用于钛白粉硫酸生产工序。
2.根据权利要求1所述的一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法，其特征在于步骤(5)中含有Mn2+、Al3+和Mg2+的滤液经5～10级循环使用后，累积的Mn2+、Al3+和Mg2+以及Fe3+浓度不断增加，采用酸性阳离子交换树脂吸附滤液中的Mn2+、Al3+和Mg2+以及Fe3+，酸性阳离子交换树脂为吸附全部Mn2+、Al3+和Mg2+以及Fe3+理论用量的1.0～2.0倍，吸附时间20～300min，吸附温度20～50℃，吸附完成后剩余的液体作为浸出剂用于钛白粉硫酸生产工序；吸附完成后的酸性阳离子交换树脂经浓度1～4mol/L的硫酸解析，获得的解析液回收处理，解析后的酸性阳离子交换树脂循环使用。
3.根据权利要求1所述的一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法，其特征在于所述的钛白废酸中硫酸浓度150～250g/L，Fe2+和Fe3+浓度15～50g/L，Mg2+浓度1～7g/L，Al3+浓度0.5～3.0g/L，Mn2+浓度1～6g/L，Sc3+浓度1～40ppm。
4.根据权利要求1所述的一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法，其特征在于所述的盐酸的浓度为1～5mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法，其特征在于所述的空白有机相返回步骤(1)作为萃取有机溶液循环使用。
6.根据权利要求2所述的一种钛白废酸有价金属的梯级提取及综合利用方法，其特征在于所述的酸性阳离子交换树脂为磺酸型强酸性阳离子交换树脂D001，或者为羧酸型弱酸性阳离子交换树脂D109、D113、D151或D152中的一种或几种。
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