CN110054333A - 一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统，包括钛白粉回收单元，分盐单元和氯碱回收单元，其中钛白粉回收单元经过滤系统过滤，并通过反吹系统、干燥系统处理后回收钛白粉颗粒，分盐单元将透过液分盐处理实现一价盐溶液和二价盐溶液分离，二价盐溶液经过浓缩、结晶后制备高纯度二价盐，一价盐溶液经过氯碱回收单元处理，得到烧碱溶液和氯气可回用于钛白粉生产氯化工段。本发明将钛白粉生产废水经过过滤、分盐、浓缩处理，回收钛白粉颗粒，减少资源浪费，实现废水零排放，该系统运行成本低，钛白粉回收率高。
Description
技术领域
本发明涉及钛白粉生产废水处理技术领域，尤其涉及一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统。
背景技术
二氧化钛是一种重要的白色颜料，目前生产钛白粉的方法主要有硫酸法和氯化法，氯化法对于硫酸法而言是一个技术进步，它可以高效率的连续化、自动化操作，产品质量好，直接排放的“三废”比硫酸法少得多。氯化法钛白粉生产流程主要分3部分：氯化、氧化和后处理工段。氯化法工艺的废水主要由氯化尾气处理及后处理产生，氯化尾气废水含有NaCl，TiO2颗粒，硅酸钠等，后处理废水含有氯化钠，TiO2颗粒，硅酸钠，偏铝酸钠等，废水中含有大量的二氧化钛颗粒，需要进行回收再生，否则容易引起水体污染和资源浪费。
目前钛白粉废水处理多采用沉降方式，清液直接送回综合水处理站或自然蒸发，由于钛白粉微粒细小沉降速度较慢，因此传统的沉降设备占地面积大，效率低，不能完全回收，污泥脱水困难。为解决上述问题专利CN203829711U中公开了一种钛白粉废水沉降装置，其包括：槽体，槽体内具有沉降室，槽体上设有将沉降室与外界连通的进口和出口；控制阀，控制阀设在出口处以打开和关闭出口。该专利中的装置能够回收洗涤水中的钛白粉，减少钛白粉浪费，但是该专利的不足之处在于：沉降室长期使用，其壁上会产生大量积料，难以清理，积料容易堵塞管道。
有鉴于此，有必要对现有技术中的钛白粉生产废水处理装置予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于公开一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统，满足零废水排放要求，实现氯气、烧碱溶液、脱盐水和结晶盐的循环利用，减少资源浪费。
为实现上述目的，本发明公开了一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统，包括依次连接的钛白粉回收单元，分盐单元，氯碱回收单元。
在一些实施方式中，所述钛白粉回收单元包括依次连接的反吹系统、过滤系统、干燥系统。
在一些实施方式中，所述过滤系统内设置的过滤元件的过滤精度为0.1～0.3μm。
在一些实施方式中，所述分盐单元包括依次连接的超滤系统，纳滤系统，第一反渗透系统，第一浓缩系统，结晶系统；所述超滤系统和过滤系统连接。
在一些实施方式中，所述超滤系统内设置的过滤元件过滤精度为0.03～0.06μm。
在一些实施方式中，所述氯碱回收单元包括依次连接的第二反渗透系统，第二浓缩系统，离子膜电解系统和氯气净化系统；还包括氯化工段，所述离子膜电解系统和氯气净化系统分别连接至氯化工段，所述第二反渗透系统和纳滤系统连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）该系统包括钛白粉回收单元，分盐单元，氯碱回收单元，能将钛白粉生产废水经过过滤、分盐、浓缩处理，回收钛白粉颗粒，减少资源浪费；（2）经过氯碱回收单元处理后的废水废气能回用于钛白粉生产工序中继续循环使用，实现废水零排放；（3）该系统钛白粉回收单元中过滤系统选用动态膜过滤系统可以减少膜污染，提高过滤系统的效率，延长其使用寿命。
附图说明
图1为氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理方法示意图；
附图标记说明：1、钛白粉回收单元；2、分盐单元；3、氯碱回收单元。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
实施例1
氯化法生产钛白粉工艺主要有氯化、氧化和后处理三部分，主要有以下化学反应：
TiO2（天然金红石矿）+2C+2Cl2=TiCl4+2CO；
TiCl4+O2=TiO2+2Cl2；
氯化炉中氯化尾气经过冷却处理后产生氯化尾气处理废水，钛白粉经过溶剂表面处理后会产生后处理废水。如图1所示，将8m3/d的氯化尾气处理废水和34m3/d的后处理废水混合，通入钛白粉回收单元1处理。
钛白粉回收单元1包括依次连接的反吹系统、过滤系统和干燥系统。本实施例中过滤系统优选动态膜过滤系统，由于动态膜过滤系统中过滤元件为陶瓷膜盘，耐酸碱性较好，并且在过滤过程中，陶瓷膜盘一直旋转运动，可以减少陶瓷膜盘表面的污染，提高过滤系统的效率。陶瓷膜盘过滤精度为0.3μm，可以拦截钛白粉大颗粒，回收99%的钛白粉颗粒，过滤系统透过侧为一次滤液，进入分盐单元2处理，一次滤液中固含量小于100mg/L。反吹系统根据过滤系统中跨膜压差的设计实施定期反吹，将陶瓷膜盘外表面的钛白粉颗粒吹落至干燥系统内，实现过滤元件的再生。钛白粉颗粒进入干燥系统后，通过干燥系统将钛白粉颗粒含湿量降至低于20%，实现钛白粉颗粒回收。
分盐单元2包括依次连接的超滤系统，纳滤系统，第一反渗透系统，第一浓缩系统和结晶系统。超滤膜过滤精度为0.05μm，一次滤液经过超滤系统处理得到二次滤液，二次滤液固含量小于1mg/L，浓液侧的钛白粉浓浆再次回流至过滤系统过滤处理。二次滤液经过纳滤系统处理得到一价盐溶液和二价盐溶液，纳滤系统的二价离子截留率达95%以上，NaCl透过率达90%以上，纳滤系统内过滤元件可选用有机膜或者无机膜，本实施例优选有机膜过滤元件。二价盐溶液再经过第一反渗透系统初步浓缩，盐含量浓缩至6%，脱盐水回收用于钛白粉生产过程的钛白粉水洗工段。然后二价盐溶液再经过第一浓缩系统二次浓缩，本实施例优选低温蒸发工艺浓缩，温度控制在80℃，溶液盐含量浓缩至20%，产生的蒸汽冷凝水回收用于钛白粉水洗工段。浓缩液最后经过结晶系统结晶，结晶系统可采用冷冻或者蒸发方法结晶，本实施例优选蒸发方法结晶，结晶后制备高纯度二价盐，其中产生的清水回收用于钛白粉水洗工段。
氯碱回收单元3包括依次连接的第二反渗透系统，第二浓缩系统，离子膜电解系统和氯气净化系统。氯碱回收单元3还包括氯化工段，其中离子膜电解系统和氯气净化系统分别连接至氯化工段。一价盐溶液经过第二反渗透系统初步浓缩，盐含量浓缩至7%，脱盐水回收用于钛白粉水洗工段，然后再经过第二浓缩系统二次浓缩，本实施例优选低温蒸发工艺浓缩，温度控制在80℃，溶液盐含量浓缩至18%，产生的蒸汽冷凝水回收用于钛白粉水洗工段。浓缩后的溶液经过离子膜电解系统处理，离子膜电解系统电解NaCl溶液，回收得到30%的烧碱溶液可回用于钛白粉生产过程的氯化工段尾气吸收，电解得到的氯气经过氯气净化系统除尘除雾，干燥后回用于氯化工段，实现废水零排放，资源的循环利用。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统，其特征在于，包括依次连接的钛白粉回收单元，分盐单元，氯碱回收单元。
2.根据权利要求1所述的一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统，其特征在于，所述钛白粉回收单元包括依次连接的反吹系统、过滤系统、干燥系统。
3.根据权利要求2述的一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统，其特征在于，所述过滤系统内设置的过滤元件的过滤精度为0.1～0.3μm。
4.根据权利要求2所述的一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统，其特征在于，所述分盐单元包括依次连接的超滤系统，纳滤系统，第一反渗透系统，第一浓缩系统，结晶系统；所述超滤系统和过滤系统连接。
5.根据权利要求4述的一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统，其特征在于，所述超滤系统内设置的过滤元件过滤精度为0.03～0.06μm。
6.根据权利要求4所述的一种氯化法生产钛白粉废水的综合回收处理系统，其特征在于，所述氯碱回收单元包括依次连接的第二反渗透系统，第二浓缩系统，离子膜电解系统和氯气净化系统；还包括氯化工段，所述离子膜电解系统和氯气净化系统分别连接至氯化工段，所述第二反渗透系统和纳滤系统连接。
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