CN115367795B - 催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于催化剂钛白粉废水处理技术领域，具体的涉及一种催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺。所述工艺包括偏钛酸中硫酸的中和以及偏钛酸的水洗；水洗后的滤液再次过滤，回收在水洗过程中穿滤的偏钛酸颗粒，回低温煅烧系统，水洗液废水进入硫酸生产的尾气吸收喷淋系统，所述硫酸生产尾气吸收喷淋系统包括循环水罐及循环水泵；待循环水罐的硫酸铵达到一定的浓度则进入多效浓缩系统，蒸发浓缩硫酸铵溶液得到固体硫酸铵，此系统以蒸汽为热源，蒸发后的冷凝水再回催化剂钛白粉生产用于偏钛酸的打浆。本发明所述的制备硫酸铵的新工艺，对水洗液废水又进行了一次过滤，回收了穿滤的偏钛酸，提高了催化剂钛白粉生产的收率。
Description
技术领域
本发明属于催化剂钛白粉废水处理技术领域，具体的涉及一种催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺。
背景技术
硫酸法生产的无定型钛白粉，已在催化剂领域得到了广泛的应用，特别是在电厂烟气脱硝和汽车尾气催化剂中，催化剂对钛白粉的比表面积要求比较高，所以在制备时不能用高温煅烧，如果高温煅烧就会大大的降低钛白粉的比表面积，从而减少催化剂的活性面积，所以只能采用低温煅烧的方式。普通的硫酸法锐钛型和金红石型钛白粉单纯的水洗不能完全把硫酸洗净，偏钛酸中还含有部分硫酸，然后通过高温煅烧去除钛白粉中硫含量，然而催化剂钛白粉又不能高温煅烧，所以只能通过向水洗后的偏钛酸浆料中加入过量氨水中和生成硫酸铵，再进行水洗除去硫酸铵，从而达到降低硫含量的目的，这样就会产生大量的含有低浓度硫酸铵(低于10g/L)和少量氨水的废水，大约生产1吨催化剂钛白粉会产生4-5吨这样的废水，如果直接排放会引起水体氨氮含量超标，污染环境的同时造成资源的浪费。
目前硫酸法催化剂钛白粉生产水洗液废水，主要通过直接蒸发浓缩的方式制备硫酸铵，因为废液中硫酸铵浓度低，从而浪费大量的蒸汽制备少量的硫酸铵，再就是废水中含有少量的氨水，在蒸发浓缩过程中氨水挥发，致使蒸发冷凝水中氨氮含量超标造成二次污染。
有鉴于此，有必要对现有的硫酸法催化剂钛白粉生产水洗液废水处理方式予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是：提供一种催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺；该新工艺满足零废水排放要求的同时实现了能源的综合利用，大大降低了生产所需要的能耗。
本发明所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，由以下步骤组成：
(1)向偏钛酸浆料中加入过量氨水，调节体系的pH为10.5～11.5，然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水和滤饼；
(2)将步骤(1)得到的水洗液废水再次过滤，得到水洗液滤液和水洗液滤渣；
(3)将步骤(1)得到的滤饼和步骤(2)得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，制备得到催化剂钛白粉；
(4)将步骤(2)得到的水洗液滤液通过循环水泵泵入循环水罐中，并向循环水罐中添加氨水，同时喷淋硫酸生产时产生的尾气；
(5)当步骤(4)中循环水罐中硫酸铵浓度达到260g/L～290g/L时，将循环水罐中的液体泵入浓缩系统进行蒸发浓缩，然后进行烘干，制备得到硫酸铵。
其中：
步骤(1)所述的偏钛酸浆料中折合TiO2含量为280～320g/L，H2SO4的含量为18～22g/L。
步骤(1)中氨水的浓度为15％～17％。
步骤(1)中过滤时采用的过滤元件的过滤精度为0.1μm～0.3μm。
步骤(1)中所述的然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，经过滤得到滤液和滤饼，滤饼为偏钛酸，同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水，水洗液废水由过滤得到的滤液和同时对滤饼进行水洗得到的废液两部分组成，其中，过滤得到的滤液：同时对滤饼进行水洗得到的废液的质量比为1:2～3；对偏钛酸进行水洗，每生产1吨催化剂钛白粉需要4～5吨去离子水对滤饼进行水洗，以除去滤饼中的硫酸铵。
步骤(1)中水洗液废水中硫酸铵的浓度为6～10g/L，氨水浓度为30～40mg/L。
步骤(1)催化剂钛白粉的生产过程中在偏钛酸浆料罐中加入过量氨水，以中和偏钛酸中的硫酸，生成硫酸铵；反应方程式如下所示：
2NH3·H2O+H2SO4＝(NH4)2SO4+2H2O。
如附图1所示，需要对偏钛酸进行过滤，每生产1吨催化剂钛白粉需要4-5吨的去离子水对滤饼进行水洗，以除去滤饼中的硫酸铵，因为用的水量比较大，所以致使滤液中的硫酸铵浓度比较低，浓度大约在6～10g/L，为催化剂钛白粉生产产生的水洗液废水。
步骤(2)中水洗液废水再次过滤，过滤方式为板框过滤，滤布为耐碱滤布，采用的过滤元件的过滤精度为0.1μm～0.3μm。
步骤(2)得到的水洗液滤渣为催化剂钛白粉水洗穿滤的偏钛酸大颗粒，水洗液滤液成分不变与步骤(1)中所述的水洗液废水的成分相同，即硫酸铵的浓度为6～10g/L，氨水浓度为30～40mg/L。
步骤(3)中所述的将步骤(1)得到的滤饼和步骤(2)得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，回转窑一环温度为130～180℃；二环温度为250～350℃，三环温度为450～550℃，偏钛酸从进入回转窑到煅烧完成需要6-6.5小时。
步骤(4)中每24h向循环水罐中补加氨水(NH3·H2O的质量浓度为15％～17％)2.1～2.5吨，泵入3.2～3.5吨水洗液废水以及310～330Kg过氧化氢，中和硫酸生产时产生的尾气，每天可处理2.5×105～3×105m3硫酸尾气，尾气的化学组成为：SO2的含量为500～1000mg/m3，硫酸雾H2SO4含量为6-9mg/m3；喷淋后硫酸尾气SO2的含量低于20mg/m3。
步骤(5)中蒸发浓缩时，需要压力4kg的饱和蒸汽，将硫酸铵浓度由260g/L～290g/L浓缩到450～550g/L，每浓缩1m3硫酸铵溶液需要饱和蒸汽500kg，然后泵入结晶罐中，温度达到30～40℃时，进行离心，离心后的硫酸铵结晶在流化床上烘干，烘干温度为110～120℃，烘干时间为2～3小时，得到硫酸铵成品。
采用循环水罐中的溶液喷淋硫酸生产时产生的尾气，在喷淋时发生如下化学反应：2NH3·H2O+H2SO4＝(NH4)2SO4+2H2O；为了使反应完全防止尾气外排不合格，要使氨水过量，但又为了不浪费氨水，所以要循环反应，即将喷淋产生的溶液再次打回循环水罐，如此循环，实现硫酸铵浓度的提升。
步骤(5)中制备得到的硫酸铵可直接装袋销售给复合肥生产企业。
步骤(5)中蒸发浓缩时产生的冷凝水返回催化剂钛白粉生产系统用于偏钛酸打浆。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，将催化剂钛白粉生产中产生的水洗液废水用作硫酸生产的尾气喷淋，即解决了低浓度硫酸铵溶液的处理难题，又节省了硫酸生产中的喷淋水。
(2)本发明所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，将催化剂钛白粉生产中产生的水洗液废水用作硫酸生产的尾气喷淋，利用尾气热量对低浓度硫酸铵溶液进行了初步浓缩，节省了能源。
(3)本发明所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，催化剂钛白粉生产中产生的水洗液废水含有中和时添加的过量的氨水，用作硫酸生产的尾气喷淋，节省了喷淋氨水的用量。
(4)本发明所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，对水洗液废水又进行了一次过滤，回收了穿滤的偏钛酸，提高了催化剂钛白粉生产的收率。
(5)本发明所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，在硫酸铵多效浓缩时产生的冷凝水，回用做催化剂钛白粉生产的打浆水，节省了去离子水的用量，使整个生产工艺没有外排水。
附图说明
图1是本发明所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例1所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，由以下步骤组成：
(1)向偏钛酸浆料中加入过量氨水，调节体系的pH为11，然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水和滤饼；
(2)将步骤(1)得到的水洗液废水再次过滤，得到水洗液滤液和水洗液滤渣；
(3)将步骤(1)得到的滤饼和步骤(2)得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，制备得到催化剂钛白粉；
(4)将步骤(2)得到的水洗液滤液通过循环水泵泵入循环水罐中，并向循环水罐中添加氨水，同时喷淋硫酸生产时产生的尾气；
(5)当步骤(4)中循环水罐中硫酸铵浓度达到275g/L时，将循环水罐中的液体泵入浓缩系统进行蒸发浓缩，然后进行烘干，制备得到硫酸铵。
其中：
步骤(1)所述的偏钛酸浆料中折合TiO2含量为300g/L，H2SO4的含量为20g/L。
步骤(1)中氨水的浓度为16％。
步骤(1)中过滤时采用的过滤元件的过滤精度为0.2μm。
步骤(1)中所述的然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，经过滤得到滤液和滤饼，滤饼为偏钛酸，同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水，水洗液废水由过滤得到的滤液和同时对滤饼进行水洗得到的废液两部分组成，其中，过滤得到的滤液：同时对滤饼进行水洗得到的废液的质量比为1:2.5；对偏钛酸进行水洗，每生产1吨催化剂钛白粉需要4.5吨去离子水对滤饼进行水洗，以除去滤饼中的硫酸铵。
步骤(1)中水洗液废水中硫酸铵的浓度为8g/L，氨水浓度为35mg/L。
步骤(2)中水洗液废水再次过滤，过滤方式为板框过滤，滤布为耐碱滤布，采用的过滤元件的过滤精度为0.2μm。
步骤(2)得到的水洗液滤渣为催化剂钛白粉水洗穿滤的偏钛酸大颗粒，水洗液滤液成分不变与步骤(1)中所述的水洗液废水的成分相同，即硫酸铵的浓度为8g/L，氨水浓度为35mg/L。
步骤(3)中所述的将步骤(1)得到的滤饼和步骤(2)得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，回转窑一环温度为150℃；二环温度为300℃，三环温度为500℃，偏钛酸从进入回转窑到煅烧完成需要6.3小时。
步骤(4)中每24h向循环水罐中补加氨水(NH3·H2O的质量浓度为16％)2.1吨，泵入3.2吨水洗液废水以及310Kg过氧化氢，中和硫酸生产时产生的尾气，每天处理硫酸尾气2.6×105m3，尾气的化学组成为：SO2的含量为500～1000mg/m3，硫酸雾H2S04含量为6-9mg/m3；喷淋后硫酸尾气SO2的含量低于20mg/m3。
步骤(5)中蒸发浓缩时，需要压力4kg的饱和蒸汽，将硫酸铵浓度由275g/L浓缩到500g/L，然后泵入结晶罐中，温度达到35℃时，进行离心，离心后的硫酸铵结晶在流化床上烘干，烘干温度为115℃，烘干时间为2.5小时，得到硫酸铵成品，生产一吨硫酸铵消耗4kg的饱和蒸汽4t，得到的硫酸铵检测结果，氮含量(以干基计)：21.05％，水分：0.09％，游离酸(H2SO4)：未测出，TiO2：0.0028％，水不溶物含量：0.009％，铁(Fe)含量：0.039％。
实施例2
本实施例2所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，由以下步骤组成：
(1)向偏钛酸浆料中加入过量氨水，调节体系的pH为10.5，然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水和滤饼；
(2)将步骤(1)得到的水洗液废水再次过滤，得到水洗液滤液和水洗液滤渣；
(3)将步骤(1)得到的滤饼和步骤(2)得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，制备得到催化剂钛白粉；
(4)将步骤(2)得到的水洗液滤液通过循环水泵泵入循环水罐中，并向循环水罐中添加氨水，同时喷淋硫酸生产时产生的尾气；
(5)当步骤(4)中循环水罐中硫酸铵浓度达到260g/L时，将循环水罐中的液体泵入浓缩系统进行蒸发浓缩，然后进行烘干，制备得到硫酸铵。
其中：
步骤(1)所述的偏钛酸浆料中折合TiO2含量为296g/L，H2SO4的含量为18g/L。
步骤(1)中氨水的浓度为16.8％。
步骤(1)中过滤时采用的过滤元件的过滤精度为0.3μm。
步骤(1)中所述的然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，经过滤得到滤液和滤饼，滤饼为偏钛酸，同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水，水洗液废水由过滤得到的滤液和同时对滤饼进行水洗得到的废液两部分组成，其中，过滤得到的滤液：同时对滤饼进行水洗得到的废液的质量比为1:2；对偏钛酸进行水洗，每生产1吨催化剂钛白粉需要4吨去离子水对滤饼进行水洗，以除去滤饼中硫酸铵。
步骤(1)中水洗液废水中硫酸铵的浓度为6g/L，氨水浓度为30mg/L。
步骤(2)中水洗液废水再次过滤，过滤方式为板框过滤，滤布为耐碱滤布，采用的过滤元件的过滤精度为0.3μm。
步骤(2)得到的水洗液滤渣为催化剂钛白粉水洗穿滤的偏钛酸大颗粒，水洗液滤液成分不变与步骤(1)中所述的水洗液废水的成分相同，即硫酸铵的浓度为6g/L，氨水浓度为30mg/L。
步骤(3)中所述的将步骤(1)得到的滤饼和步骤(2)得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，回转窑一环温度为130℃；二环温度为250℃，三环温度为450℃，偏钛酸从进入回转窑到煅烧完成需要6.5小时。
步骤(4)中每24h向循环水罐中补加氨水(NH3·H2O的质量浓度为16.8％)2.3吨，泵入3.4吨水洗液废水以及330Kg过氧化氢，中和硫酸生产时产生的尾气，每天处理硫酸尾气2.8×105m3，尾气的化学组成为：SO2的含量为500～1000mg/m3，硫酸雾H2S04含量为6-9mg/m3；喷淋后硫酸尾气SO2的含量低于20mg/m3。
步骤(5)中蒸发浓缩时，需要压力4kg的饱和蒸汽，将硫酸铵浓度由260g/L浓缩到450g/L，然后泵入结晶罐中，温度达到30℃时，进行离心，离心后的硫酸铵结晶在流化床上烘干，烘干温度为110℃，烘干时间为3小时，得到硫酸铵成品,生产一吨硫酸铵消耗4kg的饱和蒸汽3.9t，得到的硫酸铵检测结果，氮含量(以干基计)：21.03％，水分：0.08％，游离酸(H2SO4)：未测出，TiO2:0.0023％，水不溶物含量：0.009％，铁(Fe)含量：0.032％。
实施例3
本实施例3所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，由以下步骤组成：
(1)向偏钛酸浆料中加入过量氨水，调节体系的pH为11.5，然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水和滤饼；
(2)将步骤(1)得到的水洗液废水再次过滤，得到水洗液滤液和水洗液滤渣；
(3)将步骤(1)得到的滤饼和步骤(2)得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，制备得到催化剂钛白粉；
(4)将步骤(2)得到的水洗液滤液通过循环水泵泵入循环水罐中，并向循环水罐中添加氨水，同时喷淋硫酸生产时产生的尾气；
(5)当步骤(4)中循环水罐中硫酸铵浓度达到290g/L时，将循环水罐中的液体泵入浓缩系统进行蒸发浓缩，然后进行烘干，制备得到硫酸铵。
其中：
步骤(1)所述的偏钛酸浆料中折合TiO2含量为320g/L，H2SO4的含量为22g/L。
步骤(1)中氨水的浓度为17％。
步骤(1)中过滤时采用的过滤元件的过滤精度为0.1μm。
步骤(1)中所述的然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，经过滤得到滤液和滤饼，滤饼为偏钛酸，同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水，水洗液废水由过滤得到的滤液和同时对滤饼进行水洗得到的废液两部分组成，其中，过滤得到的滤液：同时对滤饼进行水洗得到的废液的质量比为1:3；对偏钛酸进行水洗，每生产1吨催化剂钛白粉需要5吨去离子水对滤饼进行水洗，以除去滤饼中硫酸铵。
步骤(1)中水洗液废水中硫酸铵的浓度为10g/L，氨水浓度为40mg/L。
步骤(2)中水洗液废水再次过滤，过滤方式为板框过滤，滤布为耐碱滤布，采用的过滤元件的过滤精度为0.1μm。
步骤(2)得到的水洗液滤渣为催化剂钛白粉水洗穿滤的偏钛酸大颗粒，水洗液滤液成分不变与步骤(1)中所述的水洗液废水的成分相同，即硫酸铵的浓度为10g/L，氨水浓度为40mg/L。
步骤(3)中所述的将步骤(1)得到的滤饼和步骤(2)得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，回转窑一环温度为180℃；二环温度为350℃，三环温度为550℃，偏钛酸从进入回转窑到煅烧完成需要6小时。
步骤(4)中每24h向循环水罐中补加氨水(NH3·H2O的质量浓度为17％)2.5吨，泵入3.5吨水洗液废水以及330Kg过氧化氢，中和硫酸生产时产生的尾气，每天处理硫酸尾气3.0×105m3，尾气的化学组成为：SO2的含量为500～1000mg/m3，硫酸雾H2S04含量为6-9mg/m3；喷淋后硫酸尾气SO2的含量低于20mg/m3。
步骤(5)中蒸发浓缩时，需要压力4kg的饱和蒸汽，将硫酸铵浓度由290g/L浓缩到550g/L，然后泵入结晶罐中，温度达到40℃时，进行离心，离心后的硫酸铵结晶在流化床上烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为2小时，得到硫酸铵成品，生产一吨硫酸铵消耗4kg的饱和蒸汽4.1t，得到的硫酸铵检测结果，氮含量(以干基计)：21.06％，水分：0.08％，游离酸(H2SO4)：未测出，TiO2:0.0026％，水不溶物含量：0.009％，铁(Fe)含量：0.042％。
对比例1
本对比例1所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，由以下步骤组成：
(1)向偏钛酸浆料中加入过量氨水，调节体系的pH为11，然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水和滤饼；
(2)将步骤(1)得到的水洗液废水再次过滤，得到水洗液滤液和水洗液滤渣；
(3)将步骤(1)得到的滤饼和步骤(2)得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，制备得到催化剂钛白粉；
(4)将步骤(2)得到的水洗液滤液水泵泵入浓缩系统进行蒸发浓缩，然后进行烘干，制备得到硫酸铵。
其中：
步骤(1)所述的偏钛酸浆料中折合TiO2含量为300g/L，H2SO4的含量为20g/L。
步骤(1)中氨水的浓度为16％。
步骤(1)中过滤时采用的过滤元件的过滤精度为0.2μm。
步骤(1)中所述的然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，经过滤得到滤液和滤饼，滤饼为偏钛酸，同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水，水洗液废水由过滤得到的滤液和同时对滤饼进行水洗得到的废液两部分组成，其中，过滤得到的滤液：同时对滤饼进行水洗得到的废液的质量比为1:2.5；对偏钛酸进行水洗，每生产1吨催化剂钛白粉需要4.5吨去离子水对滤饼进行水洗，以除去滤饼中硫酸铵。
步骤(1)中水洗液废水中硫酸铵的浓度为8g/L，氨水浓度为35mg/L。
步骤(2)中水洗液废水再次过滤，过滤方式为板框过滤，滤布为耐碱滤布，采用的过滤元件的过滤精度为0.2μm。
步骤(2)得到的水洗液滤渣为催化剂钛白粉水洗穿滤的偏钛酸大颗粒，水洗液滤液成分不变与步骤(1)中所述的水洗液废水的成分相同，即硫酸铵的浓度为8g/L，氨水浓度为35mg/L。
步骤(3)中所述的将步骤(1)得到的滤饼和步骤(2)得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，回转窑一环温度为150℃；二环温度为300℃，三环温度为500℃，偏钛酸从进入回转窑到煅烧完成需要6.3小时。
步骤(4)中蒸发浓缩时，需要压力4kg的饱和蒸汽，将硫酸铵浓度由8g/L浓缩到500g/L，然后泵入结晶罐中，温度达到35℃时，进行离心，离心后的硫酸铵结晶在流化床上烘干，烘干温度为温度115℃，烘干用时2.5小时，得到硫酸铵成品，生产一吨硫酸铵消耗4kg的饱和蒸汽62.5t，得到的硫酸铵检测结果，氮含量(以干基计)：20.04％，水分：0.08％，游离酸(H2SO4)：未测出，TiO2:0.0029％，水不溶物含量：0.009％，铁(Fe)含量：0.008％。
对比例2
本对比例2所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，由以下步骤组成：
(1)向偏钛酸浆料中加入过量氨水，调节体系的pH为11.5，然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水和滤饼；
(2)将步骤(1)得到的滤饼制备得到催化剂钛白粉；
(3)将步骤(1)得到的水洗液滤液通过循环水泵泵入循环水罐中，并向循环水罐中添加氨水，同时喷淋硫酸生产时产生的尾气；
(4)当步骤(3)中循环水罐中硫酸铵浓度达到290g/L时，将循环水罐中的液体泵入浓缩系统进行蒸发浓缩，然后进行烘干，制备得到硫酸铵。
其中：
步骤(1)所述的偏钛酸浆料中折合TiO2含量为320g/L，H2SO4的含量为22g/L。
步骤(1)中氨水的浓度为17％。
步骤(1)中过滤时采用的过滤元件的过滤精度为0.1μm。
步骤(1)中所述的然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，经过滤得到滤液和滤饼，滤饼为偏钛酸，同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水，水洗液废水由过滤得到的滤液和同时对滤饼进行水洗得到的废液两部分组成，其中，过滤得到的滤液：同时对滤饼进行水洗得到的废液的质量比为1:3；对偏钛酸进行水洗，每生产1吨催化剂钛白粉需要5吨去离子水对滤饼进行水洗，以除去滤饼中硫酸铵。
步骤(1)中水洗液废水中硫酸铵的浓度为10g/L，氨水浓度为40mg/L。
步骤(2)中将步骤(1)得到的滤饼送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧制备催化剂钛白粉，回转窑一环温度为180℃；二环温度为350℃，三环温度为550℃，偏钛酸从进入回转窑到煅烧完成需要6小时。
步骤(3)中每24h向循环水罐中补加氨水(NH3·H2O的质量浓度为17％)2.5吨，泵入3.5吨水洗液废水以及330Kg过氧化氢，中和硫酸生产时产生的尾气，每天处理硫酸尾气3.0×105m3，尾气的化学组成为：SO2的含量为500～1000mg/m3，硫酸雾H2S04含量为6-9mg/m3；喷淋后硫酸尾气SO2的含量低于20mg/m3。
步骤(4)中蒸发浓缩时，需要压力4kg的饱和蒸汽，将硫酸铵浓度由290g/L浓缩到550g/L，然后泵入结晶罐中，温度达到40℃时，进行离心，离心后的硫酸铵结晶在流化床上烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为2小时，得到硫酸铵成品，生产一吨硫酸铵消耗4kg的饱和蒸汽4.1t，得到的硫酸铵检测结果，氮含量(以干基计)：20.02％，水分：0.09％，游离酸(H2SO4)：未测出，TiO2:0.038％，水不溶物含量：0.045％，铁(Fe)含量：0.052％。
Claims (4)
1.一种催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，其特征在于：由以下步骤组成：
（1）向偏钛酸浆料中加入过量氨水，调节体系的pH为10.5～11.5，然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水和滤饼；
（2）将步骤（1）得到的水洗液废水再次过滤，得到水洗液滤液和水洗液滤渣；
（3）将步骤（1）得到的滤饼和步骤（2）得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，制备得到催化剂钛白粉；
（4）将步骤（2）得到的水洗液滤液通过循环水泵泵入循环水罐中，并向循环水罐中添加氨水，同时喷淋硫酸生产时产生的尾气；
（5）当步骤（4）中循环水罐中硫酸铵浓度达到260g/L～290 g/L时，将循环水罐中的液体泵入浓缩系统进行蒸发浓缩，然后进行烘干，制备得到硫酸铵；
其中：
步骤（1）所述的偏钛酸浆料中折合TiO2含量为280～320g/L，H2SO4的含量为18～22 g/L；步骤（1）中氨水的浓度为15%～17%；步骤（1）中过滤时采用的过滤元件的过滤精度为0.1µm～0.3µm；
步骤（1）中所述的然后进行过滤、同时对滤饼进行水洗，经过滤得到滤液和滤饼，滤饼为偏钛酸，同时对滤饼进行水洗，得到水洗液废水，水洗液废水由过滤得到的滤液和同时对滤饼进行水洗得到的废液两部分组成，其中，过滤得到的滤液：同时对滤饼进行水洗得到的废液的质量比为1:2～3；
步骤（1）中水洗液废水中硫酸铵的浓度为6～10 g/L，氨水浓度为30～40mg/L；
步骤（4）中每24h向循环水罐中补加氨水2.1～2.5吨，氨水的质量浓度为15%～17%，泵入3.2～3.5吨水洗液废水以及310～330Kg过氧化氢，中和硫酸生产时产生的尾气，每天可处理2.5×105～3×105m3硫酸尾气，尾气的化学组成为：SO2的含量为500～1000mg/m3，硫酸雾H2SO4含量为6-9 mg/m3；喷淋后硫酸尾气SO2的含量低于20 mg/m3；
步骤（5）中蒸发浓缩时，需要压力4kg的饱和蒸汽，将硫酸铵浓度由260g/L～290 g/L浓缩到450～550g/L，每浓缩1m3硫酸铵溶液需要饱和蒸汽500kg，然后泵入结晶罐中，温度达到30～40℃时，进行离心，离心后的硫酸铵结晶在流化床上烘干，烘干温度为110～120℃，烘干时间为2～3小时，得到硫酸铵成品。
2.根据权利要求1所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，其特征在于：步骤（2）中水洗液废水再次过滤，过滤方式为板框过滤，滤布为耐碱滤布，采用的过滤元件的过滤精度为0.1µm～0.3µm。
3.根据权利要求1所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，其特征在于：步骤（2）得到的水洗液滤渣为催化剂钛白粉水洗穿滤的偏钛酸大颗粒，水洗液滤液成分不变与步骤（1）中所述的水洗液废水的成分相同，即硫酸铵的浓度为6～10g/L，氨水浓度为30～40mg/L。
4.根据权利要求1所述的催化剂钛白粉水洗液回用于制酸尾气系统制备硫酸铵的新工艺，其特征在于：步骤（3）中所述的将步骤（1）得到的滤饼和步骤（2）得到的水洗液滤渣送入回转窑低温煅烧系统进行煅烧，回转窑一环温度为130～180℃；二环温度为250～350℃，三环温度为450～550℃，偏钛酸从进入回转窑到煅烧完成需要6-6.5小时。
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