CN113371750B - 联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法 - Google Patents

联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及废酸回收利用技术领域，公开了联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法，包括将硫化钡溶液加入氯化法钛白废酸中，得到氢氧化亚铁和澄清氯化钡溶液；氯化钡清液进行脱气处理，加入氧化剂，调整pH，析出氢氧化铁沉淀，得到氯化钡清液；将氯化钡清液加入硫酸法钛白废酸中，固液分离得到固体；固体经过洗涤、分离等步骤后烘干得到硫酸钡。本发明联合利用了氯化法钛白废酸以及硫酸法钛白废酸，进行了硫酸钡的制备，节约了资源，还做到了废物的回收利用，同时还减轻了钛白粉厂对废酸处理的压力。

Description

联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法
技术领域
本发明涉及废酸回收利用技术领域，特别是涉及联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法。
背景技术
硫酸钡是一种重要的基础化工原料，广泛地应用于涂料、油墨、橡胶、塑料、绝缘带的填充剂，印象纸及铜版纸的表面涂布剂，纺织的上浆剂，深井钻探的加重剂。还用于颜料、陶瓷、蓄电池、搪瓷、选矿、粘合剂、医药、玻璃及香料等多种行业，同时还是生产其它钡盐的原料。
钛白粉厂每年产生大量的废酸，包括两种体系，一种是含氯化亚铁的盐酸体系，由于含氯而无法直接排放；一种是含硫酸亚铁的硫酸体系，该废水处理是通过石灰乳中和产生大量石膏渣。
结合沉淀硫酸钡行业的生产工艺，将钛白废酸用于硫酸钡生产，进行废物利用，可有效减少钛白粉企业的环保压力。黑灰—芒硝法制备沉淀硫酸钡工艺中，可用硫酸H2SO4替代芒硝溶液(Na2SO4)进行反应，获得沉淀硫酸钡及副产品硫化氢。但钛白废酸不能直接替代芒硝溶液，因为钛白废酸中含有硫酸亚铁，会给生产的硫酸钡品质带来较大的负面影响。因此，如何对钛白废酸进行处理，使其能应用于沉淀硫酸钡的生产，成为需要解决的关键技术难题。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述不足，提供联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法，包括以下步骤：
(1)将浓度为65g/L～80g/L的硫化钡溶液进行热过滤，得到预处理的硫化钡溶液；
(2)将步骤(1)获得的预处理的硫化钡溶液缓慢加入氯化法钛白废酸中，进行高速剪切搅拌；搅拌后将获得的溶液进行板框压滤，得到氢氧化亚铁固体和澄清的氯化钡溶液；
(3)将步骤(2)获得的氯化钡溶液进行脱气处理后加入氧化剂，将溶液中剩余Fe2+氧化成Fe3+；调整pH，析出氢氧化铁沉淀，过滤后得到氯化钡清液；
(4)将步骤(3)得到的氯化钡清液加入硫酸法钛白废酸中，高速剪切搅拌，得到混合物；将混合物进行固液分离得到固体一，将固体一洗涤之后进行固液分离，得到固体二；
(5)将步骤(4)得到的固体二加入水制成料浆后，用碱中和料浆的pH至8，进行热洗涤，之后固液分离得到固体三；固体三干燥后再进行粉碎得到硫酸钡成品。
优选的，所述步骤(1)中硫化钡溶液的浓度为65g/L～70g/L。
优选的，所述步骤(2)中，氯化法钛白废酸的酸度为0.35mol/L～0.5mol/L，且氯化法钛白废酸中Fe2+的含量为50-60g/l。
优选的，所述步骤(3)中，当氯化钡溶液中S2-的质量浓度<5ppm时停止脱气。
优选的，所述氧化剂为双氧水；双氧水的使用量与Fe2+的摩尔比为1:2；调整pH至3.5～4，析出氢氧化铁沉淀，过滤后得到氯化钡清液。
优选的，所述步骤(4)中，固体一的洗涤时间为60min～120min。
优选的，所述步骤(5)中的碱为氢氧化钡；
所述固体二按料水质量比为1:5～1:6制成料浆后分散1.5h～2h；所述热洗涤的洗涤温度为50℃～60℃，洗涤时间为1.5h～2h。
优选的，步骤(5)中，所述干燥为闪蒸干燥；所述粉碎为气流粉碎。
本发明的作用原理：
本发明使用硫化钡的水溶液与氯化法钛白废酸反应，其中硫化钡溶于水，一部分溶解，一部分与水反应：BaS+H2O＝Ba(OH)2+H2S，产生的Ba(OH)2与FeCl2反应生成氢氧化亚铁：Ba(OH)2+FeCl2＝BaCl2+Fe(OH)2，去除大部分的Fe2+。随后对获得氯化钡溶液进行脱气处理，去除S2-，并加入氧化剂，将未去除赶紧的Fe2+氧化成Fe3+，并在碱性环境下沉淀过滤析出，得到氯化钡清液。
获得的硫化钡清液与硫酸法钛白废酸中的硫酸根结合，获得硫酸钡。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明联合利用了氯化法钛白废酸以及硫酸法钛白废酸，进行了硫酸钡的制备，使用硫酸法钛白废水中的硫酸根离子取代现有技术中的芒硝，还回收利用了氯化法钛白废酸以及硫酸法钛白废酸，不仅节约了资源，还做到了废物的回收利用，同时还减轻了钛白粉厂对废酸处理的压力。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法，包括以下步骤：
(1)将浓度为65g/L的硫化钡溶液进行热过滤，得到预处理的硫化钡溶液；
(2)将步骤(1)获得的预处理的硫化钡溶液缓慢加入氯化法钛白废酸(氯化法钛白废酸的酸度为0.45mol/l，Fe2+含量为52g/l)中，高速剪切搅拌后板框压滤得到氢氧化亚铁和澄清的氯化钡溶液；
(3)将步骤(2)获得的氯化钡溶液进行脱气处理，直到溶液中的S2-的质量浓度<5ppm，按双氧水与Fe2+的摩尔比为1:2，将剩余Fe2+氧化成Fe3+，调整pH＝4，析出氢氧化铁沉淀，过滤后得到氯化钡清液；
(4)将步骤(3)得到的氯化钡清液按一定比例加入硫酸法钛白废酸中，高速剪切搅拌，得到混合物，之后进行固液分离得到固体一，将固体一洗涤90min后进行固液分离，得到固体二；
(5)将步骤(4)得到的固体二加入水，按料水质量比1:5制成料浆后分散2小时，再用氢氧化钡中和至pH＝8，进行热洗涤，之后固液分离得到固体三，将固体三闪蒸干燥后再进行气流粉碎得到硫酸钡成品；热洗涤的温度为60℃，洗涤时间为2h。
实施例2
联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法，包括以下步骤：
(1)将浓度为70g/L的硫化钡溶液进行热过滤，得到预处理的硫化钡溶液；
(2)将步骤(1)获得的预处理的硫化钡溶液缓慢加入氯化法钛白废酸(氯化法钛白废酸的酸度0.5mol/l，Fe2+含量为60g/l)中，高速剪切搅拌，随后板框压滤得到氢氧化亚铁和澄清的氯化钡溶液；
(3)将步骤(2)获得的氯化钡溶液进行脱气处理，直到溶液中的S2-的质量浓度<5ppm，按双氧水与Fe2+的摩尔比为1:2，将剩余Fe2+氧化成Fe3+，调整pH＝3.5，析出氢氧化铁沉淀，过滤后得到氯化钡清液；
(4)将步骤(3)得到的氯化钡清液按一定比例加入硫酸法钛白废酸中，高速剪切搅拌，得到混合物，之后进行固液分离得到固体一，将固体一洗涤100min后进行固液分离，得到固体二；
(5)将步骤(4)得到的固体二加入水，按料水质量比1:5.2制成料浆后分散1.8小时，再用氢氧化钡中和至pH＝8，进行热洗涤，之后固液分离得到固体三，将固体三闪蒸干燥后再进行气流粉碎得到硫酸钡成品；热洗涤的温度为55℃，洗涤时间为1.8h。
实施例3
联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法，包括以下步骤：
(1)将浓度为75g/L的硫化钡溶液进行热过滤，得到预处理的硫化钡溶液；
(2)将步骤(1)获得的预处理的硫化钡溶液缓慢加入氯化法钛白废酸(氯化法钛白废酸的酸度为0.4mol/l，Fe2+含量为50g/l)中，高速剪切搅拌后板框压滤得到氢氧化亚铁和澄清的氯化钡溶液；
(3)将步骤(2)获得的氯化钡溶液进行脱气处理，直到溶液中的S2-的质量浓度<5ppm，按双氧水与Fe2+的摩尔比为1:2，将剩余Fe2+氧化成Fe3+，调整pH＝3.85，析出氢氧化铁沉淀，过滤后得到氯化钡清液；
(4)将步骤(3)得到的氯化钡清液按一定比例加入硫酸法钛白废酸中，高速剪切搅拌，得到混合物，之后进行固液分离得到固体一，将固体一洗涤90min后进行固液分离，得到固体二；
(5)将步骤(4)得到的固体二加入水，制成料浆，按料水质量比1:5.5制成料浆后分散2h，再用氢氧化钡中和至pH＝8，进行热洗涤，之后固液分离得到固体三；将固体三闪蒸干燥后再进行气流粉碎得到硫酸钡成品；热洗涤的温度为60℃，洗涤时间为2h。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.联合氯化法钛白废酸、硫酸法钛白废酸制备硫酸钡的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将浓度为65g/L～70g/L的硫化钡溶液进行热过滤，得到预处理的硫化钡溶液；
(2)将步骤(1)获得的预处理的硫化钡溶液缓慢加入氯化法钛白废酸中，进行高速剪切搅拌；搅拌后将获得的溶液进行板框压滤，得到氢氧化亚铁固体和澄清的氯化钡溶液；
(3)将步骤(2)获得的氯化钡溶液进行脱气处理后加入氧化剂，将溶液中剩余Fe2+氧化成Fe3+；调整pH，析出氢氧化铁沉淀，过滤后得到氯化钡清液；
(4)将步骤(3)得到的氯化钡清液加入硫酸法钛白废酸中，高速剪切搅拌，得到混合物；将混合物进行固液分离得到固体一，将固体一洗涤之后进行固液分离，得到固体二；
(5)将步骤(4)得到的固体二加入水制成料浆后，用氢氧化钡中和料浆的pH至8，进行热洗涤，之后固液分离得到固体三；固体三干燥后再进行粉碎得到硫酸钡成品；
所述步骤(2)中，氯化法钛白废酸的酸度为0.35mol/L～0.5mol/L，且氯化法钛白废酸中Fe2+的含量为50-60g/l；
所述步骤(3)中，当氯化钡溶液中S2-的质量浓度<5ppm时停止脱气；
所述氧化剂为双氧水；双氧水的使用量与Fe2+的摩尔比为1:2；调整pH至3.5～4，析出氢氧化铁沉淀，过滤后得到氯化钡清液；
所述步骤(4)中，固体一的洗涤时间为60min～120min；
所述固体二按料水质量比为1:5～1:6制成料浆后分散1.5h～2h；所述热洗涤的洗涤温度为50℃～60℃，洗涤时间为1.5h～2h；
步骤(5)中，所述干燥为闪蒸干燥；所述粉碎为气流粉碎。
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