CN109607623B

CN109607623B - 钛白废酸的简化利用工艺

Info

Publication number: CN109607623B
Application number: CN201811586821.2A
Authority: CN
Inventors: 陈书勤
Original assignee: Anhui Annada Titanium Industry Co ltd
Current assignee: Anhui Annada Titanium Industry Co ltd
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2020-09-22
Anticipated expiration: 2038-12-25
Also published as: CN109607623A

Abstract

本发明公开了钛白废酸的简化利用工艺，它包括以下步骤：（1）、废酸浓缩：将钛白粉生产过程产生的含有10%硫酸亚铁的25%‑28%废酸经过浓缩，将废酸提浓至35%‑55%；（2）、酸解：将预混合好的钛铁矿与94%‑98%的硫酸投入酸解锅内，再将50~55%的废酸投入酸解锅内进行引发反应。本发明的有益效果是将含有10%硫酸亚铁的25%‑28%废酸经过蒸汽浓缩后不经过熟化和过滤工序直接引入酸解工序，缩短了废酸浓缩的操作周期，节约成本，并且大大降低了环境污染，减少了无组织气体排放，一水硫酸亚铁得到了回收，降低了能耗，酸解得到的4大指标也与传统工艺的基本持平。

Description

钛白废酸的简化利用工艺

技术领域

本发明涉及硫酸法钛白粉生产工艺领域，尤其涉及硫酸法钛白粉生产过程中副产物的处理方法。

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，广泛应用于涂料、合成纤维、高级白色油漆、白色橡胶、印刷、冶金等行业。

硫酸法生产钛白粉工艺，主要原料是钛铁矿/酸溶性高钛渣和硫酸，目前生产技术成熟，是现有钛白粉生产方式中普遍采用的一种方法。但是利用钛铁矿硫酸法每生产1t钛白粉，需要消耗4t左右的硫酸，同时产生4.5~6t H₂SO₄质量浓度为20％~25％的废酸，称为钛白废酸，钛白废酸中还含有10％（质量百分比）左右的硫酸亚铁，钛白废酸属于危险废物（《国家危险废物名录》—废物代码261-013-34），近年来各地对环保要求日趋严格，有些工厂由于废酸等问题解决不好而被迫停产、限产。

采用浓缩法将钛白废酸进行浓缩，不断提高钛白废酸的浓度，达到可以最大利用的标准，回用到钛白生产工序当中。当废酸浓度为20%、30%、40%、50%、55%可分别回用27%、41%、65%、90%、100%钛白废酸。目前钛白废酸的浓缩方法步骤包括浓缩-固液分离。而现有的浓缩法中的固液分离效果不好，分理出来的一水硫酸亚铁无法进行回收利用，且浓缩法的固液分离会腐蚀设备，例如中国发明专利公告号CN106315521B公开了钛白废酸的回收利用方法，包括以下步骤：(1)回收钛；(2)一次配酸；(3)二次配酸；(4)对二次混酸进行固液分离，得到浓缩硫酸和亚铁渣。该专利的背景技术部分也提到了现有的一步配酸法，包括：

(1)回收钛；(2)配酸；(3)结晶；(4)过滤。

再如中国发明专利公告号CN101514031B公开了一种硫酸法酸解钛矿的方法，先用钛白生产产生的稀废酸经提浓、除杂后和钛矿进行预混；然后将预混后的矿浆加入酸解锅中，再加入浓硫酸，用加入浓酸产生的稀释热引发主反应。而无论是一步酸配还是二次酸配，都需要对混酸进行固液分离，由于混酸中含有的一水硫酸亚铁晶体在固液分离过程中会被分离，产生大量的酸雾，污染环境，同时分离出来的一水硫酸亚铁杂质含量高，无法作为商品销售。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的钛白废酸在浓缩至35%-55%循环过程中产生一水硫酸亚铁需要经过熟化-过滤，过滤后的废酸才能送入酸解进行引发反应使用，而过滤会产生大量的酸雾和一水硫酸亚铁，酸雾污染环境，一水硫酸亚铁无法进行回收利用，浓缩操作周期长，生产成本高。本发明为此提供一种钛白废酸浓缩过程的简化利用工艺。

本发明属于要素省略的发明，研究发现，如果能够消除浓缩法中的分离工序带来的诸多弊端，那么浓缩法将会是钛铁矿硫酸法钛白生产中首选的废酸处理方法。由于浓缩后钛白废酸中的固含量较高，故传统工艺中一般须经过固液分离后引入酸解工序处理，而本发明是在经过多次试验摸索后发现无需进行固液分离可以直接引入酸解工序中，而酸解得到的4大关键指标F值、稳定性、三价钛浓度和酸解率都没有明显改变，这是本发明的创新点所在。

本发明的技术方案是：钛白废酸的简化利用工艺，它包括以下步骤：（1）、废酸浓缩：将钛白粉生产过程产生的含有10%硫酸亚铁的20%-28%废酸经过浓缩，将废酸提浓至35%-55 %；（2）、酸解：将钛铁矿与90 %-98%的硫酸按一定比例预混后投入酸解锅内，再将35~55%的废酸投入酸解锅内进行引发反应，反应生成可溶性钛盐固相物，并经浸取后制成硫酸盐溶液。

上述方案中所述步骤（1）包括：将钛白粉生产过程产生的含有10%硫酸亚铁的20%-28%废酸经过一次浓缩，将废酸提浓至32 %~34%，再将32 %~34%的废酸进行二次浓缩，将废酸提浓至35%-55 %。

本发明的有益效果是将含有10%硫酸亚铁的25%-28%废酸经过蒸汽浓缩后不经过熟化和过滤工序直接引入酸解工序，缩短了废酸浓缩的操作周期，节约成本，并且大大降低了环境污染，减少了无组织气体排放，一水硫酸亚铁得到了回收，降低了能耗，酸解得到的4大指标也与传统工艺的基本持平。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明中提到的百分比都是指质量百分比。本发明的废酸蒸汽浓缩可以是一效浓缩或是二效浓缩，只要最终得到的废酸浓度为35%-55%就可直接进行酸解反应步骤。

实施例1：钛白废酸的简化利用工艺，它包括以下步骤：（1）、废酸蒸汽浓缩：将钛白粉生产过程产生的含有10%硫酸亚铁的20%废酸经过浓缩，将废酸提浓至35%；（2）、酸解：将钛铁矿与90%的硫酸预混后投入酸解锅内，再将35%的废酸投入酸解锅内，反应生成可溶性钛盐固相物，并经浸取后制成硫酸盐溶液。

实施例2：钛白废酸的简化利用工艺，它包括以下步骤：（1）、废酸蒸汽浓缩：将钛白粉生产过程产生的含有10%硫酸亚铁的24%废酸经过浓缩，将废酸提浓至45%；（2）、酸解：将钛铁矿与94%的硫酸预混后投入酸解锅内，再将45%的废酸投入酸解锅内，反应生成可溶性钛盐固相物，并经浸取后制成硫酸盐溶液。

实施例3：钛白废酸的简化利用工艺，它包括以下步骤：（1）、废酸蒸汽浓缩：将钛白粉生产过程产生的含有10%硫酸亚铁的28%废酸经过浓缩，将废酸提浓至55%；（2）、酸解：将钛铁矿与98%的硫酸预混后投入酸解锅内，再将55%的废酸投入酸解锅内，反应生成可溶性钛盐固相物，并经浸取后制成硫酸盐溶液。

上述3个实施例与现有技术作为对比例进行F值、稳定性、三价钛浓度和酸解率的比较，实验条件为94%硫酸、酸矿比为1.36，反应温度为180℃，反应时间2h结果如下表：

可见本发明虽然省略了废酸浓缩过程中的熟化和过滤工序，但酸解的4大关键指标都与现有工艺进行酸解的对应指标基本一致，符合酸解工艺指标要求，证明省略熟化和过滤工艺对酸解结果并没有任何不良影响，且节约了生产成本，降低了酸雾排放，未经分离的一水硫酸亚铁随废酸进入酸解反应中，再随钛液进入下道真空结晶工序变成七水硫酸亚铁，与钛液分离后的七水硫酸亚铁可作为铁系颜料、聚合硫酸铁、净水剂等的原料，实现了对一水硫酸亚铁的回收利用。

Claims

1.钛白废酸的简化利用工艺，其特征是它包括以下步骤：（1）、废酸浓缩：将钛白粉生产过程产生的含有10%硫酸亚铁的20%-28%废酸经过浓缩，将废酸提浓至35%-55 %；（2）、酸解：将钛铁矿与90 %-98%的硫酸按一定比例预混后投入酸解锅内，再将35~55%的废酸投入酸解锅内进行引发反应，反应生成可溶性钛盐固相物，并经浸取后制成硫酸盐溶液。

2.如权利要求1所述的钛白废酸的简化利用工艺，其特征是所述步骤（1）包括：将钛白粉生产过程产生的含有10%硫酸亚铁的20%-28%废酸经过一次浓缩，将废酸提浓至32 %~34%，再将32 %~34%的废酸进行二次浓缩，将废酸提浓至35%-55 %。