CN1935654A

CN1935654A - 利用钛白废酸生产硫酸铵的方法

Info

Publication number: CN1935654A
Application number: CN 200510044734
Authority: CN
Inventors: 孙家财; 王力
Original assignee: SHANDONG DONGJIA GROUP CO Ltd
Current assignee: SHANDONG DONGJIA GROUP CO Ltd
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-03-28

Abstract

一种利用钛白废酸制造硫酸铵的方法，有效的解决了硫酸法钛白废酸难以处理、难以回收的技术难题。具体方案是：将钛白废酸加热升温至35～60℃，然后用氨水中和pH值到3.0～5.0后，静置沉降0.5～2.0小时后，过滤沉淀物，以分离钛白废酸中的二氧化钛及其他的有害杂质。然后再用氨水中和pH值到6.8～9.5后，静置沉降1.0～3.0小时自然氧化后，过滤沉淀物，以分离钛白废酸中的三氧化二铁，其滤液就是硫酸铵的母液，硫酸铵的母液经过浓缩、蒸发、离心、硫化床干燥后即能得到硫酸铵产品。本发明能够综合利用钛白废酸制备高质量的硫酸铵产品，大大降低钛白废酸的处理成本，又不会再次对环境造成污染。

Description

利用钛白废酸生产硫酸铵的方法

技术领域

本发明属于废酸的处理方法和综合利用，特别涉及钛白废酸的处理及利用。

背景技术

硫酸法钛白粉生产工艺根据钛铁矿的不同产地和生产厂家收率的高低，生产每吨钛白粉大约产生7～11吨的15～25％左右的钛白废酸，废酸的排放量特别大。钛白废酸中含有废硫酸、二氧化钛、硫酸亚铁及其它有害杂质。

现有的钛白废酸处理技术主要有以下的几种处理方式。

1)最简单的是将钛白废酸用于钢厂进行酸洗板材或者供给造纸厂、印染厂等进行碱性废水的处理，但是由于运输和生产工艺问题不能够解决钛白废酸的根本处理问题。

2)近来，有文献报道，用钛白废酸制作硫酸锰、硫酸镁和普锈，但是其生产用量太少，不能够解决钛白废酸的根本处理问题。磷肥是硫酸的用量大户，为了降低成本和走综合利用和循环经济的发展，大多数的磷肥生产企业都配套硫酸生产线，再一点就是，钛白废酸由于含铁太高，在磷肥的生产工艺中，使磷肥的有效磷的含量大大的降低，从而严重的影响了磷肥的肥效。

3)钛白废酸浓缩技术。钛白废酸有两种方法，一种是浸没燃烧法，把在燃烧室产生的高温气体(温度高达1200℃以上)直接喷入钛白废酸，使钛白废酸中的水份直接蒸发从而起到浓缩的目的，由于钛白废酸浓度提高，使溶解在钛白废酸中的硫酸亚铁以一水硫酸亚铁的形式析出，浓缩出的钛白废酸浓度不高，并且设备腐蚀严重，前苏联采用该方法浓缩钛白废酸到55％出售，由于运行成本太高，和环境保护的压力，前苏联的硫酸法钛白粉企业已经大多关闭。再一种钛白废酸的浓缩方法为真空蒸发浓缩的方法，根据蒸发的强度、浓缩的级数，把钛白废酸的浓度逐渐的提高，钛白废酸再在多效降膜蒸发器和强制的循环浓缩器中，以蒸气为热源，逐渐浓缩钛白废酸，提高钛白废酸的浓度，国外的拜耳公司、瑞士的贝特拉姆斯公司、德国的鲁奇公司、加拿大的大国际化学公司采用该方法处理钛白废酸。

4)石灰中和法。比较经济的方法为把钛白废酸处理工艺分为两段进行处理。高浓度的钛白废酸先与石灰石(碳酸钙)反应，因为石灰石(碳酸钙)比熟石灰(氧化钙)的价格便宜廉价，可以大大的降低钛白废酸的处理成本。第一阶段使用石灰石降钛白废酸中和到PH14，然后第二段用熟石灰中和到PH7，同时在压缩空气的处理下氧化沉淀二价铁，并能够降低水中的COD的含量，然后加入漩凝剂，在增稠器中沉降，在进行板框压滤。但是，石灰中和法处理钛白废酸产出的废渣造成了二次污染，难以处理，再者钛白废酸处理过程中生成的硫酸钙很难沉降，过滤，沉降设备增稠器的占地面积太大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用钛白废酸生产硫酸铵的方法，不但能降低钛白废酸的处理成本，避免环境二次污染，而且使钛白废酸得到利用。

本发明利用钛白废酸生产硫酸铵的方法，其特征在于经过如下步骤：

(1)将钛白废酸加热升温至35～60℃，然后用氨水中和PH值到3.0～5.0后，静置沉降、过滤沉淀物；

(2)滤液用氨水中和PH值到6.8～9.5后，静置沉降1.0～3.0小时自然氧化后，过滤沉淀物，滤液为硫酸铵母液；

(3)硫酸铵母液进行浓缩蒸发、干燥得到硫酸铵产品颗粒。

上述氨水一般使用质量浓度为14～18％的氨水。

本发明是将钛白废酸综合利用制造硫酸铵，有效的解决了硫酸法钛白废酸难以处理、难以回收的技术难题。用钛白废酸(以H₂SO₄计)含量在15％以上的废酸(组分1)，与质量浓度在14～18的氨水(组分2)经过两次中和、过滤后，得到硫酸铵的母液。组分1与组分2的重量比例为0.23～0.51。

比较具体的步骤为：将钛白废酸加热升温至35～60℃，然后用氨水中和PH值到3.0～5.0后，静置自然沉降0.5--2.0小时后，进行过滤沉淀物，以分离钛白废酸中的二氧化钛及其他的有害杂质。然后再用氨水中和PH值到6.8～9.5后，静置自然沉降1.0～3.0小时自然氧化，主要目的是将溶液中的Fe(2+)氧化为Fe(3+)，进行过滤沉淀物，以分离钛白废酸中的三氧化二铁，其滤液就是硫酸铵的母液，硫酸铵的母液按照公知技术方式经过浓缩蒸发，操作温度控制在40～80℃，离心分离大量的游离水分后，进入硫化床干燥后即能得到硫酸铵产品颗粒，操作温度控制在60～80℃。本发明的方法可采用闭路循环，能够综合利用钛白废酸制备高质量、高附加值的硫酸铵产品，又不会再次对环境造成污染。

本发明的优点：

采用该发明能够大大降低钛白废酸的处理成本，使钛白废酸能够综合利用，改变传统的钛白废酸处理方法，符合循环经济，节约型社会和环保政策，能够满负荷的处理钛白废酸，生产出高质量的硫酸铵，用该发明生产的硫酸铵生产成本低廉，不会给环境造成二次污染，是一种经济、实用的好方法。

经检测得到的硫酸铵产品质量指标如下：

N含量(以干基)≥21.0％

水分≤0.3％

游离酸(以硫酸计)含量≤0.5％

外观：不可见机械杂质

所生产的硫酸铵符合GB535-95一级品标准。

具体实施方式

实施例一：在钛白废酸计量槽中加入钛白废酸，将钛白废酸加热升温至60℃，在搅拌的状态下，按照钛白废酸与氨水的重量比例为0.35的配比加入氨水(质量浓度为17％)，然后用氨水中和PH值到4.0后，进行搅拌15～35分钟后，静置自然沉降0.5～2.0小时，进行过滤沉淀物，以分离钛白废酸中的二氧化钛及其他的有害杂质。将滤液打入中和槽，开启搅拌，然后再用氨水中和PH值到8.0后，搅拌20～40分钟后，静置自然沉降1.0～3.0小时自然氧化，主要目的是将溶液中的Fe(2+)氧化为Fe(3+)，进行过滤沉淀物，以分离钛白废酸中的三氧化二铁，其滤液就是硫酸铵的母液。再自然沉降8小时后，硫酸铵的母液经过浓缩蒸发，操作温度控制在70℃，离心分离大量的游离水分后，进入硫化床干燥后即能得到硫酸铵产品颗粒，操作温度控制在70℃。

实施例二：在钛白废酸计量槽中加入钛白废酸，将钛白废酸加热升温至40℃，在搅拌的状态下，按照钛白废酸与氨水的重量比例为0.51的配比加入氨水(质量浓度为14％)，然后用氨水中和PH值到3.0后，进行搅拌15～35分钟后，静置自然沉降0.5～2.0小时，进行过滤沉淀物，以分离钛白废酸中的二氧化钛及其他的有害杂质。将滤液打入中和槽，开启搅拌，然后再用氨水中和PH值到7.0后，搅拌20～40分钟后，静置自然沉降1.0～3.0小时自然氧化，进行过滤沉淀物，以分离钛白废酸中的三氧化二铁，其滤液就是硫酸铵的母液。再自然沉降5小时后，硫酸铵的母液经过浓缩蒸发，操作温度控制在40℃，离心分离大量的游离水分后，进入硫化床干燥后即能得到硫酸铵产品颗粒，操作温度控制在80℃。

实施例三：在钛白废酸计量槽中加入钛白废酸，将钛白废酸加热升温至50℃，在搅拌的状态下，按照钛白废酸与氨水的重量比例为0.23的配比加入氨水(质量浓度为18％)，然后用氨水中和PH值到5.0后，进行搅拌15～35分钟后，静置自然沉降0.5～2.0小时，进行过滤沉淀物，以分离钛白废酸中的二氧化钛及其他的有害杂质。将滤液打入中和槽，开启搅拌，然后再用氨水中和PH值到9.5后，搅拌20～40分钟后，静置自然沉降1.0～3.0小时自然氧化，进行过滤沉淀物，以分离钛白废酸中的三氧化二铁，其滤液就是硫酸铵的母液。再自然沉降10小时后，硫酸铵的母液经过浓缩蒸发，操作温度控制在60℃，离心分离大量的游离水分后，进入硫化床干燥后即能得到硫酸铵产品颗粒，操作温度控制在60℃。

Claims

1、一种利用钛白废酸生产硫酸铵的方法，其特征在于经过如下步骤：

(3)硫酸铵母液进行浓缩蒸发、干燥得到硫酸铵产品颗粒。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述氨水的质量浓度为14～18％。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)钛白废酸与质量浓度为14～18％氨水的重量比例为0.23～0.51。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)硫酸铵母液浓缩蒸发的操作温度为40～80℃，干燥温度为60～80℃。