CN112897782B - 一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钛白粉领域，公开了一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法及系统，其系统包括用于处理酸水的酸水处理系统、用于处理预洗白水的预洗白水处理系统、用于处理一洗白水的一洗白水处理系统及废酸处理系统；废酸处理系统包括用于对一洗板框过滤产生的废酸进行过滤处理的预处理单元，用于对预处理单元产生的废酸清液、酸水处理系统产生的浓液和预洗白水处理系统产生的浓液进行处理的浓缩过滤单元，用于对酸水处理系统产生的清液、预洗白水处理系统产生的清液以及浓缩过滤单元产生的清液进行处理的废酸膜分离单元，以及用于对废酸膜分离单元产生的清液进行处理的蒸发单元。本发明可降低水洗过程粉体流失率、水洗阶段耗水，且无酸性废水排放。
Description
技术领域
本发明属于钛白粉技术领域，特别涉及一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法及系统。
背景技术
我国现阶段生产钛白粉主要采用的是硫酸法。硫酸法钛白粉生产工艺技术成熟，设备简单，对原料的要求也不太严格，但是其“三废”的排放量大，治理费用高。尤其是偏钛酸制备产生的废酸(生产1吨钛白粉产品，产生4～7t废酸)和偏钛酸制备完成后的净化处理；并且传统的水洗工序采用板框洗涤工艺，会产生大量的洗涤白水(生产1吨钛白粉产品，产生20～30t白水)，白水中主要含有偏钛酸、硫酸和硫酸亚铁。
目前，对于白水的常规处理方式是中和处理后与全厂其他工段的废水汇合后统一处理，造成大量的粉体产品流失，其中的硫酸和铁也无法有效利用，而且会产生大量红黄石膏。为了响应环境治理要求，同时提高企业竞争力，针对废酸和白水的处理，钛白粉行业内都迫切需要找到一种经济有效的技术方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法及系统，可降低水洗过程粉体流失率以及水洗阶段耗水，且整个工艺无酸性废水排放。
本发明提供的技术方案如下：
一方面，提供了一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用系统，用于回用板框系统过滤和水洗产生的废酸与白水，回用系统包括：
酸水处理系统，用于对一洗板框预洗产生的酸水进行过滤和分离处理，得到第一清液和第一浓液；
预洗白水处理系统，用于对一洗板框预洗产生的预洗白水进行过滤和分离处理，得到第二清液和第二浓液；
一洗白水处理系统，用于对一洗板框水洗产生的一洗白水进行过滤和分离处理，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液；
废酸处理系统，所述废酸处理系统包括：
预处理单元，用于对一洗板框过滤产生的废酸进行过滤处理，得到废酸清液；
浓缩过滤单元，用于对所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液的混合液进行浓缩、过滤和净化处理，得到第四清液和一水硫酸亚铁；
废酸膜分离单元，用于对所述第一清液、所述第二清液和所述第四清液的混合液进行离子分离，得到第五清液和用于作为聚铁原料的第五浓液；
蒸发单元，用于将所述第五清液进行蒸发处理，得到用于酸解系统和所述浓缩过滤单元的浓酸以及用于作为一洗板框水洗水的冷凝水。
进一步地，所述浓缩过滤单元包括依次连接的煅烧尾气子单元、膜处理子单元和调酸净化子单元；
所述煅烧尾气子单元用于所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液的混合液进行喷淋浓缩；
所述膜处理子单元用于对经所述煅烧尾气子单元浓缩后的混合液进行固液分离，去除所述混合液中的粉体，得到混合清液；
所述调酸净化子单元用于调节所述混合清液的酸度，使所述混合清液中的硫酸亚铁结晶析出，得到第四清液。
进一步地，还包括：
酸解浸取系统，所述酸解浸取系统与所述预洗白水处理系统连接，用于使所述预洗白水处理系统产生的所述第二清液的一部分返回所述酸解浸取系统。
进一步地，所述酸水处理系统包括依次连接的酸水膜过滤单元和酸水膜分离单元，所述酸水膜过滤单元用于去除所述酸水中的粉体，所述酸水膜分离单元用于对去除粉体后的酸水清液进行离子分离，得到所述第一清液和所述第一浓液；
所述预洗白水处理系统包括依次连接的预洗白水膜过滤单元和预洗白水膜分离单元，所述预洗白水膜过滤单元用于去除所述预洗白水中的粉体，所述预洗白水膜分离单元用于对去除粉体后的预洗白水清液进行离子分离，得到所述第二清液和所述第二浓液；
所述一洗白水处理系统包括依次连接的一洗白水膜过滤单元和一洗白水膜分离单元，所述一洗白水膜过滤单元用于去除所述一洗白水中的粉体，所述一洗白水膜分离单元用于对去除粉体后的一洗白水清液进行离子分离，得到所述第三清液和所述第三浓液。
另一方面，还提供一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法，包括：
将一洗板框过滤产生的废酸进行过滤处理，得到废酸清液；
将一洗板框预洗产生的酸水进行过滤和分离处理，得到第一清液和第一浓液；
将一洗板框预洗产生的预洗白水进行过滤和分离处理，得到第二清液和第二浓液；
将一洗板框水洗产生的一洗白水进行过滤和分离处理，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液；
将所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液混合后依次进行浓缩、过滤和净化处理，得到第四清液和一水硫酸亚铁；
将所述第一清液、所述第二清液和所述第四清液混合后进行离子分离，得到第五清液和用于作为聚铁原料的第五浓液；
将所述第五清液进行蒸发处理，得到用于酸解系统和对混合液进行净化处理的浓酸以及用于作为一洗板框水洗水的冷凝水。
进一步地，所述将所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液混合后依次进行浓缩、过滤和净化处理，得到第四清液和一水硫酸亚铁具体包括：
将所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液的混合液进行喷淋浓缩，降低所述混合液中的水分；
将浓缩后的所述混合液进行固液分离，去除所述混合液中的粉体，得到混合清液；
调节所述混合清液的酸度，使所述混合清液中的硫酸亚铁结晶析出，得到第四清液。
进一步地，所述将一洗板框预洗产生的酸水进行过滤和分离处理，得到第一清液和第一浓液具体包括：
将一洗板框预洗产生的酸水进行固液分离，去除所述酸水中的粉体，得到酸水清液；
将所述酸水清液进行离子分离，拦截所述酸水清液中的硫酸亚铁离子，得到第一清液和第一浓液；
所述将一洗板框预洗产生的预洗白水进行过滤和分离处理，得到第二清液和第二浓液具体包括：
将一洗板框预洗产生的预洗白水进行固液分离，去除所述预洗白水中的粉体，得到预洗白水清液；
将所述预洗白水清液进行离子分离，拦截所述预洗白水清液中的硫酸亚铁离子，得到第二清液和第二浓液；
所述将一洗板框水洗产生的一洗白水进行过滤和分离处理，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液具体包括：
将一洗板框预洗产生的一洗白水进行固液分离，去除所述一洗白水中的粉体，得到一洗白水清液；
将所述一洗白水清液进行离子分离，拦截所述一洗白水清液中的硫酸亚铁离子，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液。
进一步地，还包括：
将混合液固液分离产生的粉体、酸水固液分离产生的粉体、预洗白水固液分离产生的粉体以及一洗白水固液分离产生的粉体均返回一洗板框进行水洗。
进一步地，还包括：
将一部分所述第二清液返回酸解浸取系统，并作为所述酸解浸取系统的补充水。
进一步地，所述第一清液中铁离子含量小于2000ppm，所述第一浓液中铁离子含量大于45000pm；
所述第二清液中铁离子含量小于500ppm，所述第二浓液中铁离子含量大于50000pm；
所述第三清液中的铁离子含量小于2ppm。
通过本发明提供的一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法及系统，能够带来以下有益效果：
(1)为了提高钛白粉回收率，降低水洗耗水，提高水洗水的循环利用率，本发明结合废酸和白水的水质特点，开发了一种新型硫酸法钛白粉的废酸与白水回用方法及系统，通过废酸处理系统、酸水处理系统、预洗白水处理系统和一洗白水处理系统分别对一洗板框产生的废酸、酸水、预洗水和一洗白水进行处理，可截留废酸和白水中的粉体，实现了水洗过程粉体产品零流失，提高钛白粉回收率，并且产生的清液和浓液可回用于酸解工段和水洗工序等，使得无酸性废水排放，无需中和处理，水洗阶段耗水下降至7～10t/tTiO2(消耗的7～10t水/tTiO2，其中2～3t为外加脱盐水，剩余部分为原酸解浸取系统的酸解浸取水)。
(2)本发明的废酸通过废酸处理系统大部分可返回硫酸法钛白粉的酸解系统，从而减少酸解系统98酸消耗量；本发明采用预洗白水膜分离单元产生的清液酸性水替代以前酸解浸取系统补加的酸解浸取水，从而使酸解浸取系统无需额外加酸来抑制酸解料的水解(物料先进行酸解再进行酸解浸取，原酸解浸取水指的是厂里的反渗透浓水)，同样降低了酸解系统98酸消耗量，此两部分的作用使98酸消耗量由原先的3～4t/tTiO2(1吨TiO2消耗3～4吨98酸)降低至1～2t/tTiO2。
(3)由于市面上的聚合硫酸亚铁泛滥，使得聚合硫酸亚铁的销路成为制约用废酸制备聚合硫酸亚铁的瓶颈，本发明中第一、第二浓液均通过煅烧尾气子单元带走部分水分，通过调酸净化子单元产生更多的一水硫酸亚铁，进而减少聚合硫酸亚铁的产生量，提高经济效益，同时降低后续废酸膜分离单元和蒸发单元的堵塞风险。
(4)蒸发单元与调酸净化子单元、废酸膜分离单元相结合使进入蒸发单元浓缩的废水只含有微量的杂质和硫酸亚铁，以降低蒸发单元的堵塞风险。
(5)系统内所有膜过滤单元和膜处理单元回收的粉体都回用至一洗板框进行水洗，实现了粉体的零排放。
(6)本发明中煅烧尾气子单元完全利用钛粉厂里的余热进行废酸浓缩，实现余热的有效利用。
(7)本发明中一洗板框预洗产生的水分为酸水和预洗白水两个部分，主要的目的是①酸水和预洗白水中的硫酸氧钛污染物的含量不一样，区分两者废水是为了方便确定过滤设备和分离设备的化洗周期，对酸水中硫酸氧钛污染物较多的废水可以实行一开一备的设备设计，提高化洗设备的使用周期；②酸水是由一洗板框分离废酸后预洗得到的，此酸水的酸含量和铁含量比预洗白水的高，且铁离子的溶解度和酸含量成反向关系，酸含量越高铁离子溶解度越低，对于膜分离单元来说分开处理比混合处理可以得到更高的回收率。
(8)本发明中酸水、预洗白水和一洗白水分开处理是为了维持系统内的酸平衡，由于钛白粉水洗合格料的酸度要求不高于3％(合格料酸度高于3％会降低钛白粉品质和提高煅烧难度)，所以酸水和预洗白水经前期预洗带出的酸不能回用作为水洗水补充水，直接经酸水处理系统和预洗白水处理系统进入酸解浸取系统和废酸膜分离单元，而系统经预洗酸度降下来后，一洗板框水洗产生的一洗白水可以经一洗白水处理系统处理后继续回用作为水洗水补充水。
(9)本发明的目的旨在通过对现有板框水洗工艺的改进和废酸、白水的综合处理，从而实现废酸、白水在硫酸法钛白粉酸解系统、水解系统、水洗系统循环综合利用，降低水洗水耗、降低酸解用酸、粉体产品零流失，且无酸性废水排放，无需中和处理。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法及系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用系统的一个实施例的示意图；
图2是本发明一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用系统的另一实施例的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提供一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用系统的具体实施例，如图1所示，包括酸水处理系统、预洗白水处理系统、一洗白水处理系统和废酸处理系统；
酸水处理系统用于对一洗板框预洗产生的酸水进行过滤和分离处理，得到第一清液和第一浓液；
预洗白水处理系统用于对一洗板框预洗产生的预洗白水进行过滤和分离处理，得到第二清液和第二浓液；
一洗白水处理系统用于对一洗板框水洗产生的一洗白水进行过滤和分离处理，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液；
废酸处理系统包括预处理单元、浓缩过滤单元、废酸膜分离单元和蒸发单元；
预处理单元用于对一洗板框过滤产生的废酸进行过滤处理，得到废酸清液；
浓缩过滤单元用于对所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液的混合液进行浓缩、过滤和净化处理，得到第四清液和一水硫酸亚铁；
废酸膜分离单元用于对所述第一清液、所述第二清液和所述第四清液的混合液进行离子分离，得到第五清液和用于作为聚铁原料的第五浓液；
蒸发单元用于将所述第五清液进行蒸发处理，得到用于酸解系统和浓缩过滤单元的浓酸以及用于作为一洗板框水洗水的冷凝水。
具体地，硫酸法钛白粉生产工艺主要包括酸解、水解、水洗和后处理等工序，本发明的回用系统主要回收利用板框系统对偏钛酸制备完成后的水解料进行过滤和水洗时产生的废酸和白水。水洗原理是利用偏钛酸不溶于水的特性，通过过滤将偏钛酸进行拦截，再用水进行浆料洗涤。
水解料在水洗工序中会产生大量的废酸和白水，废酸和白水中主要含有游离硫酸、偏钛酸粉体和硫酸亚铁等，粉体流失严重的同时，造成严重的环境污染问题。
水解料经一洗板框过滤后会产生废酸，经一洗板框预洗后会产生酸水和预洗白水，经一洗板框水洗后会产生一洗白水。
水解料经一洗板框过滤后产生的废酸进入预处理单元去除粉体，去除的粉体返回一洗板框，去除粉体后的废酸清液与第一浓液和第二浓液混合后一起进入浓缩过滤单元进行浓缩、过滤和净化处理，得到第四清液和一水硫酸亚铁。
如图2所示，浓缩过滤单元包括依次连接的煅烧尾气子单元、膜处理子单元和调酸净化子单元；煅烧尾气子单元用于废酸清液、第一浓液和第二浓液的混合液进行喷淋浓缩，浓缩至酸度约30％；膜处理子单元用于对经煅烧尾气子单元浓缩后的混合液进行固液分离，去除混合液中的粉体，得到混合清液，粉体返回一洗板框继续进行水洗；调酸净化子单元用于调节混合清液的酸度，使混合清液中的硫酸亚铁结晶析出，得到第四清液。
调酸净化子单元的原理是增加调酸池的硫酸浓度，从而降低混合废酸中硫酸亚铁的溶解度，使混合废酸中的硫酸亚铁结晶析出，降低混合废酸中硫酸亚铁含量，调酸池经沉降得到第四清液，调酸池底部的硫酸亚铁经离心机脱水处理产生一水硫酸亚铁。通过调酸净化子单元进行净化处理析出硫酸亚铁，可防止废酸膜分离单元和蒸发单元的堵塞。
经调酸净化子单元处理的第四清液的酸度约45％，调酸所用的酸来自蒸发单元产生的70酸，调酸净化子单元产生的一水硫酸亚铁直接售卖或作为聚铁生产的铁源。
第四清液与第一清液、第二清液混合后进入废酸膜分离单元进行离子分离。第四清液与第一清液、第二清液混合处理进入废酸膜分离单元有以下三个好处：
(1)由于调酸净化子单元是升温过程，通过将第一清液、第二清液与第四清液混合，可降低第四清液的温度，即降低混合后酸性废水的温度，从而达到进入废酸膜分离单元的进水温度要求，防止废酸膜分离单元损坏，增加膜的使用寿命；
(2)由于第四清液的酸度约45％，45酸超出了废酸膜分离单元的进水酸度要求，而经酸水处理系统和预洗白水处理系统产生的第一清液和第二清液酸度偏低，三者混合后可降低混合液的酸度，以满足废酸膜分离单元的进水酸度要求，增加膜的使用寿命；
(3)三者混合后的混合液经废酸膜分离单元进一步去除废酸中的硫酸亚铁，降低蒸发单元因蒸发过程中硫酸亚铁结晶析出导致蒸发单元污染堵塞的风险，增加蒸发单元的操作周期。
经废酸膜分离单元处理后产生的第五清液进入蒸发单元，产生的第五浓液进入聚铁单元作聚合硫酸铁。经过蒸发单元处理产生的冷凝水进入一洗板框作为一洗板框水洗水的补充水，产生的70酸一部分进入调酸净化子单元作为调酸净化子单元调酸的补充酸，另一部分70酸进入酸解系统作为酸解系统的补充酸。
进一步地，酸水处理系统包括依次连接的酸水膜过滤单元和酸水膜分离单元，酸水膜过滤单元用于去除酸水中的粉体，酸水膜分离单元用于对去除粉体后的酸水清液进行离子分离，得到第一清液和第一浓液；
预洗白水处理系统包括依次连接的预洗白水膜过滤单元和预洗白水膜分离单元，预洗白水膜过滤单元用于去除预洗白水中的粉体，预洗白水膜分离单元用于对去除粉体后的预洗白水清液进行离子分离，得到第二清液和第二浓液；
一洗白水处理系统包括依次连接的一洗白水膜过滤单元和一洗白水膜分离单元，一洗白水膜过滤单元用于去除一洗白水中的粉体，一洗白水膜分离单元用于对去除粉体后的一洗白水清液进行离子分离，得到第三清液和第三浓液。
具体地，一洗板框预洗产生的酸水进入酸水膜过滤单元，经酸水膜过滤单元去除酸水中粉体，酸水膜过滤单元产生的粉体浓浆返回一洗板框继续进行水洗，酸水膜过滤单元产生的酸水清液进入酸水膜分离单元，经酸水膜分离单元处理后，酸水膜分离单元产生的第一浓液进入煅烧尾气子单元，酸水膜分离单元产生的第一清液进入废酸膜分离单元。
一洗板框预洗产生的预洗白水进入预洗白水膜过滤单元，经预洗白水膜过滤单元去除粉体，预洗白水膜过滤单元产生的粉体浓浆返回一洗板框继续进行水洗，预洗白水膜过滤单元产生的预洗白水清液进入预洗白水膜分离单元，经预洗白水膜分离单元处理后，预洗白水膜分离单元产生的第二浓液进入煅烧尾气子单元，预洗白水膜分离单元产生的第二清液一部分进入废酸膜分离单元，另一部分返回酸解浸取系统，作为酸解浸取系统的酸解浸取水，从而使酸解浸取系统无需额外加酸来抑制酸解料的水解(物料先进行酸解再进行酸解浸取，原酸解浸取水是来自厂里的反渗透浓水)。
一洗板框水洗产生的一洗白水进入一洗白水膜过滤单元，经一洗白水膜过滤单元去除粉体，一洗白水膜过滤单元产生的粉体浓浆返回一洗板框继续进行水洗，一洗白水膜过滤单元产生的一洗白水清液进入一洗白水膜分离单元进行离子分离，得到第三清液和第三浓液，一洗白水膜分离单元产生的第三浓液进入一洗板框作为预洗的补充水，一洗白水膜分离单元产生的第三清液和外界补充的部分脱盐水作为二洗板框的水洗水补充水，二洗板框产生的清液套用作为一洗板框的水洗补充水。
本发明中，预处理单元、膜处理子单元和膜过滤单元主要用于拦截粉体实现固液分离，膜分离单元主要用于拦截硫酸亚铁离子，分离后产生的浓液包含硫酸亚铁离子。
采用本发明的回用系统后，硫酸法钛白粉生产工艺中，水解板框的预洗水主要来自三部分：蒸发单元产生的冷凝水、一洗白水膜分离单元产生的第三浓液，原酸解浸取水(工厂反渗透浓水)。
酸解系统的酸解酸来自两部分：蒸发单元产生的70酸、系统外补充的98酸。
酸解浸取系统的浸取补充水来自两部分：预洗白水膜分离单元产生的第二清液、原酸解浸取水(工厂反渗透浓水)。
聚铁系统所需的原料来自：废酸处理系统的废酸膜分离单元产生的第五浓液。
本发明的一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用系统具有以下优点：
(1)膜处理单元和膜过滤单元对粉体有超高截留率，系统粉体流失率接近0％。
(2)酸水膜分离单元对酸水回收率大于50％(酸水膜分离单元产生的第一清液比酸水膜过滤单元产生的清液大于50％)，产出的第一清液中铁离子含量＜2000ppm，产出的第一浓液中铁离子＞45000ppm。
(3)预洗白水膜分离单元对预洗白水回收率大于80％(指预洗白水膜分离单元产生的第二清液比预洗白水膜过滤单元产生的清液大于80％)，产出的第二清液中铁含量＜500ppm，产出的第二浓液中铁离子＞50000ppm。
(4)板框洗涤系统分为两部分，一洗板框系统和二洗板框系统，其中二洗板框系统产出洗水套用于一洗板框系统；一洗板框系统产水经过膜过滤单元和膜分离单元处理后，所得清水套用于二洗板框系统。
(5)一洗白水膜分离单元的一洗水回收率大于80％(指一洗白水膜分离单元产生的第三清液比一洗白水膜过滤单元产生的清液大于80％)，产出清液中铁含量＜2ppm。
(6)板框洗涤与一洗白水膜分离水循环系统内的硫酸浓度为1％～3％。
(7)全系统酸解浸取水消耗量小于7t/tTiO2。
(8)全系统新鲜脱盐水消耗量小于2.5t/tTiO2。
(9)全系统外排物料为一水硫酸亚铁，一水硫酸亚铁排放量小于1.2t/tTiO2，其中一水硫酸亚铁浓度大于80％。
本发明还提供一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用系统的回用方法的具体实施例，包括：
将一洗板框过滤产生的废酸进行过滤处理，得到废酸清液；
将一洗板框预洗产生的酸水进行过滤和分离处理，得到第一清液和第一浓液；
将一洗板框预洗产生的预洗白水进行过滤和分离处理，得到第二清液和第二浓液；
将一洗板框水洗产生的一洗白水进行过滤和分离处理，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液；
将所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液混合后的混合液依次进行浓缩、过滤和净化处理，得到第四清液和一水硫酸亚铁；
将所述第一清液、所述第二清液和所述第四清液混合后进行离子分离，得到第五清液和用于作为聚铁原料的第五浓液；
将所述第五清液进行蒸发处理，得到用于酸解系统和对混合液进行净化处理的浓酸以及用于作为一洗板框水洗水的冷凝水。
其中，所述将所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液混合后依次进行浓缩、过滤和净化处理，得到第四清液和一水硫酸亚铁具体包括：
将所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液的混合液进行喷淋浓缩，降低所述混合液中的水分；
将浓缩后的所述混合液进行固液分离，去除所述混合液中的粉体，得到混合清液；
调节所述混合清液的酸度，使所述混合清液中的硫酸亚铁结晶析出，得到第四清液。
所述将一洗板框预洗产生的酸水进行过滤和分离处理，得到第一清液和第一浓液具体包括：
将一洗板框预洗产生的酸水进行固液分离，去除所述酸水中的粉体，得到酸水清液；
将所述酸水清液进行离子分离，拦截所述酸水清液中的硫酸亚铁离子，得到第一清液和第一浓液；
所述将一洗板框预洗产生的预洗白水进行过滤和分离处理，得到第二清液和第二浓液具体包括：
将一洗板框预洗产生的预洗白水进行固液分离，去除所述预洗白水中的粉体，得到预洗白水清液；
将所述预洗白水清液进行离子分离，拦截所述预洗白水清液中的硫酸亚铁离子，得到第二清液和第二浓液；
所述将一洗板框水洗产生的一洗白水进行过滤和分离处理，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液具体包括：
将一洗板框预洗产生的一洗白水进行固液分离，去除所述一洗白水中的粉体，得到一洗白水清液；
将所述一洗白水清液进行离子分离，拦截所述一洗白水清液中的硫酸亚铁离子，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液。
进一步，还包括：
将所述混合液固液分离产生的粉体、所述酸水固液分离产生的粉体、所述预洗白水固液分离产生的粉体以及所述一洗白水固液分离产生的粉体均返回一洗板框进行水洗。
将一部分所述第二清液返回酸解浸取系统，并作为所述酸解浸取系统的补充水。
本实施例中，上述各个步骤之间的先后顺序可根据实际处理逻辑进行互换，上述步骤的撰写顺序并不构成对各步骤的先后顺序的限定。
具体地，硫酸法钛白粉生产工艺采用外加晶种水解方式制备偏钛酸。水解料经一洗板框过滤后产生的废酸与预洗产生的酸水和预洗白水分别进入废酸处理系统、酸水处理系统和预洗白水处理系统，在经过前期预处理单元、煅烧尾气子单元、膜处理子单元、调酸净化子单元、废酸膜分离单元、蒸发单元、酸水膜过滤单元、酸水膜分离单元、预洗白水膜过滤单元、预洗白水膜分离单元处理后，废酸处理系统、酸水处理系统和预洗白水处理系统产生约3％(占总产物的比例)的粉体浆料，产生约12％的水蒸气(煅烧尾气浓缩产生)，产生约7％的硫酸亚铁酸性浓液(废酸膜分离单元产生的浓液)，产生约34％的蒸汽冷凝水，产生约13％的70酸，产生约7％的一水硫酸亚铁和产生约24％的清液(预洗白水膜分离单元产生的作为酸解浸取系统补充水的部分第二清液)。
一洗板框水洗产生的一洗白水进入一洗白水处理系统，经过一洗白水膜过滤单元、一洗白水膜分离单元处理后，一洗白水膜过滤单元产生1％的粉体浆料，一洗白水膜分离单元产生约88％的第三清液和11％的第三浓液。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用系统，用于回用板框系统过滤和水洗产生的废酸与白水，其特征在于，所述回用系统包括：
酸水处理系统，用于对一洗板框预洗产生的酸水进行过滤和分离处理，得到第一清液和第一浓液；
预洗白水处理系统，用于对一洗板框预洗产生的预洗白水进行过滤和分离处理，得到第二清液和第二浓液；
一洗白水处理系统，用于对一洗板框水洗产生的一洗白水进行过滤和分离处理，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液；
废酸处理系统，所述废酸处理系统包括：
预处理单元，用于对一洗板框过滤产生的废酸进行过滤处理，得到废酸清液；
浓缩过滤单元，用于对所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液的混合液进行浓缩、过滤和净化处理，得到第四清液和一水硫酸亚铁；
废酸膜分离单元，用于对所述第一清液、所述第二清液和所述第四清液的混合液进行离子分离，得到第五清液和用于作为聚铁原料的第五浓液；
蒸发单元，用于将所述第五清液进行蒸发处理，得到用于酸解系统和所述浓缩过滤单元的浓酸以及用于作为一洗板框水洗水的冷凝水；
所述浓缩过滤单元包括依次连接的煅烧尾气子单元、膜处理子单元和调酸净化子单元；
所述煅烧尾气子单元用于所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液的混合液进行喷淋浓缩；
所述膜处理子单元用于对经所述煅烧尾气子单元浓缩后的混合液进行固液分离，去除所述混合液中的粉体，得到混合清液；
所述调酸净化子单元用于调节所述混合清液的酸度，使所述混合清液中的硫酸亚铁结晶析出，得到第四清液。
2.根据权利要求1所述的一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用系统，其特征在于，还包括：
酸解浸取系统，所述酸解浸取系统与所述预洗白水处理系统连接，用于使所述预洗白水处理系统产生的所述第二清液的一部分返回所述酸解浸取系统。
3.根据权利要求1所述的一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用系统，其特征在于，
所述酸水处理系统包括依次连接的酸水膜过滤单元和酸水膜分离单元，所述酸水膜过滤单元用于去除所述酸水中的粉体，所述酸水膜分离单元用于对去除粉体后的酸水清液进行离子分离，得到所述第一清液和所述第一浓液；
所述预洗白水处理系统包括依次连接的预洗白水膜过滤单元和预洗白水膜分离单元，所述预洗白水膜过滤单元用于去除所述预洗白水中的粉体，所述预洗白水膜分离单元用于对去除粉体后的预洗白水清液进行离子分离，得到所述第二清液和所述第二浓液；
所述一洗白水处理系统包括依次连接的一洗白水膜过滤单元和一洗白水膜分离单元，所述一洗白水膜过滤单元用于去除所述一洗白水中的粉体，所述一洗白水膜分离单元用于对去除粉体后的一洗白水清液进行离子分离，得到所述第三清液和所述第三浓液。
4.一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用系统，所述回用方法包括：
将一洗板框过滤产生的废酸进行过滤处理，去除废酸中的粉体，得到废酸清液，并将粉体返回一洗板框进行水洗；
将一洗板框预洗产生的酸水进行过滤和分离处理，得到第一清液和第一浓液；
将一洗板框预洗产生的预洗白水进行过滤和分离处理，得到第二清液和第二浓液；
将一洗板框水洗产生的一洗白水进行过滤和分离处理，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液；
将所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液混合后依次进行浓缩、过滤和净化处理，得到第四清液和一水硫酸亚铁；
将所述第一清液、所述第二清液和所述第四清液混合后进行离子分离，得到第五清液和用于作为聚铁原料的第五浓液；
将所述第五清液进行蒸发处理，得到用于酸解系统和净化处理的浓酸以及用于作为一洗板框水洗水的冷凝水；
其中，所述将所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液混合后依次进行浓缩、过滤和净化处理，得到第四清液和一水硫酸亚铁具体包括：
将所述废酸清液、所述第一浓液和所述第二浓液的混合液进行喷淋浓缩，降低所述混合液中的水分；
将浓缩后的所述混合液进行固液分离，去除所述混合液中的粉体，得到混合清液，并将固液分离产生的粉体返回一洗板框进行水洗；
调节所述混合清液的酸度，使所述混合清液中的硫酸亚铁结晶析出，得到第四清液。
5.根据权利要求4所述的一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法，其特征在于，
所述将一洗板框预洗产生的酸水进行过滤和分离处理，得到第一清液和第一浓液具体包括：
将一洗板框预洗产生的酸水进行固液分离，去除所述酸水中的粉体，得到酸水清液；
将所述酸水清液进行离子分离，拦截所述酸水清液中的硫酸亚铁离子，得到第一清液和第一浓液；
所述将一洗板框预洗产生的预洗白水进行过滤和分离处理，得到第二清液和第二浓液具体包括：
将一洗板框预洗产生的预洗白水进行固液分离，去除所述预洗白水中的粉体，得到预洗白水清液；
将所述预洗白水清液进行离子分离，拦截所述预洗白水清液中的硫酸亚铁离子，得到第二清液和第二浓液；
所述将一洗板框水洗产生的一洗白水进行过滤和分离处理，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液具体包括：
将一洗板框预洗产生的一洗白水进行固液分离，去除所述一洗白水中的粉体，得到一洗白水清液；
将所述一洗白水清液进行离子分离，拦截所述一洗白水清液中的硫酸亚铁离子，得到用于作为二洗板框的水洗水的第三清液和用于作为一洗板框的预洗水的第三浓液。
6.根据权利要求5所述的一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法，其特征在于，还包括：
将废酸固液分离产生的粉体、酸水固液分离产生的粉体、预洗白水固液分离产生的粉体以及一洗白水固液分离产生的粉体均返回一洗板框进行水洗。
7.根据权利要求4所述的一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法，其特征在于，还包括：
将一部分所述第二清液返回酸解浸取系统，并作为所述酸解浸取系统的补充水。
8.根据权利要求4所述的一种硫酸法钛白粉的废酸与白水的回用方法，其特征在于，
所述第一清液中铁离子含量小于2000ppm，所述第一浓液中铁离子含量大于45000pm；
所述第二清液中铁离子含量小于500ppm，所述第二浓液中铁离子含量大于50000pm；
所述第三清液中的铁离子含量小于2ppm。
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| GR01 | Patent grant | ||
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