CN110104616A - 利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法 - Google Patents

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穆宏波
穆天柱
邓斌
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    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/88—Concentration of sulfuric acid

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Abstract

本发明公开了一种利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，属于化学领域，包括以下步骤：将钛白废酸与四硼酸钠分别置于同一密闭容器中，待浓缩完成后，即得质量百分浓度为50～55％的硫酸。本发明方法完全避免了锅炉及蒸发器的使用，避免了昂贵的耐腐蚀材料的使用，从而降低生产成本，而且操作均在常温下或稍加热的条件下进行，这样极大地改善了工作条件，也使得钛白废酸浓缩的经济性得到提高。

Description

利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法
技术领域
本发明属于化学领域，具体涉及一种利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法。
背景技术
硫酸法生产钛白粉将产生废硫酸(简称钛白废酸)和含有7个结晶水的绿矾(FeSO4·7H2O)，当以钛精矿(主要成分为偏钛酸铁FeTiO3，其中TiO2的含量为45-50wt％)为原料时，一般生产1吨钛白粉将产出3.5-4吨七水绿矾，同时产生7～8吨含17～20％硫酸的钛白废酸。
由于采用硫酸法制备钛白粉副产的废硫酸溶液产出量太大，并且含有一定量的硫酸亚铁，使得在其他使用稀硫酸的领域中并不能利用这种废硫酸溶液。目前通常采用石灰石中和生成硫酸钙的方法对钛白废酸进行处理，然而，得到的硫酸钙没有利用价值而只能堆存，这不仅没有很好地利用原料，而且还会给环境造成较大的压力。积极的方法是，先通过初步的蒸发浓缩提高硫酸的质量百分浓度到30％～40％时，分离出硫酸亚铁；再进一步蒸发浓缩变成50％以上的硫酸，返回酸解作业，供连续酸解使用，从而得到完全的利用。但是硫酸溶液在高温下的腐蚀性极强，要求价值较高的石墨材料，同时蒸发浓缩需要大容量的蒸气锅炉，使得该方法的设备投资极高且生产成本也极高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有浓缩钛白废酸的方法对设备腐蚀性大，成本高。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供了一种利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，包括以下步骤：将钛白废酸与四硼酸钠分别置于同一密闭容器中，待浓缩完成后，即得质量百分浓度为50～55％的硫酸。
其中，上述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，所述钛白废酸中硫酸的质量百分浓度为17～20％。
其中，上述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，所述四硼酸钠为无水四硼酸钠或五水四硼酸钠。
其中，上述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，所述钛白废酸与四硼酸钠的质量比为1:0.68～5。
其中，上述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，所述钛白废酸与四硼酸钠的质量比为1:0.68～2。
其中，上述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，所述浓缩的温度为10～38℃。
其中，上述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，所述浓缩的时间为3～7天。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明方法完全避免了锅炉及蒸发器的使用，避免了昂贵的耐腐蚀材料的使用，从而降低生产成本，而且操作均在常温下或稍加热的条件下进行，这样极大地改善了工作条件，也使得钛白废酸浓缩的经济性得到提高。
本发明使用的原料四硼酸钠可以循环利用，大大降低了原料的使用成本。
具体实施方式
具体的，一种利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，包括以下步骤：将钛白废酸与四硼酸钠分别置于同一密闭容器中，待浓缩完成后，即得质量百分浓度为50～55％的硫酸。
本发明方法中使用的钛白废酸中硫酸的质量百分浓度为17～20％。
本发明的方法中，本发明方法中，四硼酸钠选择具有吸湿性的无水四硼酸钠或五水四硼酸钠，优选吸湿性更好的无水四硼酸钠。
本发明方法中，四硼酸钠的用量与浓缩的时间是相互关联的：四硼酸钠的用量多，则浓缩时间短，四硼酸钠的用量少，则浓缩的时间短。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
将100克废硫酸，其中含20wt％的硫酸及2～3wt％的硫酸亚铁。与68克无水四硼酸钠(Na2B4O7)在常温下分别放置于同一密闭容器中，(注意两种物料分开放置、不能混合)。7天后拿出两种物料，液体为50～55wt％的硫酸，固体为十水四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O)，固相在320～370℃进行干燥脱除结晶水，变为无水四硼酸钠(Na2B4O7)返回使用。50～55wt％的硫酸可以返回酸解供连续酸解使用。
实施例2
将100克废硫酸，其中含20％的硫酸及2％～3％的硫酸亚铁。与136克无水四硼酸钠(Na2B4O7)在常温下分别放置于同一密闭容器中，(注意两种物料分开放置、不能混合)。3.5天后拿出两种物料，液体为50～55wt％的硫酸，固体为五水四硼酸钠(Na2B4O7·5H2O)，固相在320～370℃进行干燥脱除结晶水，变为无水四硼酸钠(Na2B4O7)返回使用。50～55wt％的硫酸可以返回酸解供连续酸解使用。
实施例3
为了提高无水四硼酸钠(Na2B4O7)的使用率，可以采用“逆流”的操作方式。
将实施例2最终得到的固相Na2B4O7·5H2O继续与新的100克废硫酸在常温下分别放置于同一密闭容器中，(注意两种物料分开放置、不能混合)。7天后拿出两种物料，液体为50wt％的硫酸，固体为Na2B4O7·10H2O，其在320～370℃进行干燥脱除结晶水，变为无水四硼酸钠返回使用。
50wt％的硫酸继续与无水四硼酸钠，在常温下分别放置于同一密闭容器中，(注意两种物料分开放置、不能混合)。3.5天后拿出两种物料，液体为55wt％的硫酸，返回酸解供连续酸解使用；固相四硼酸钠仍有吸水的空间，继续与新的废硫酸作用，直至其饱和而变为Na2B4O7·10H2O，其在320～370℃进行干燥脱除结晶水，变为无水四硼酸钠；液相继续与新的无水四硼酸钠作用，直至液相浓度达到55wt％止。

Claims (7)

1.利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：将钛白废酸与四硼酸钠分别置于同一密闭容器中，待浓缩完成后，即得质量百分浓度为50～55％的硫酸。
2.根据权利要求1所述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：所述钛白废酸中硫酸的质量百分浓度为17～20％。
3.根据权利要求1所述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：所述四硼酸钠为无水四硼酸钠或五水四硼酸钠。
4.根据权利要求1所述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：所述钛白废酸与四硼酸钠的质量比为1:0.68～5。
5.根据权利要求4所述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：所述钛白废酸与四硼酸钠的质量比为1:0.68～2。
6.根据权利要求1所述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：所述浓缩的温度为10～38℃。
7.根据权利要求1所述利用四硼酸钠浓缩钛白废酸的方法，其特征在于：所述浓缩的时间为3～7天。
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