CN218810380U - 硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统。适用于硫酸钛白粉生产废硫酸的资源化综合利用领域。本实用新型的技术方案包括：废水收集池，用于收集硫酸法钛白粉产生的废酸；固液分离装置Ⅰ，用于对所述废水收集池收集的废酸进行固液分离；一级热交换装置，用于对经所述固液分离装置Ⅰ分离后的清液进行热交换；二级热交换装置，用于对经所述一级热交换装置降温后的清液进行热交换；MVR蒸发器，用于对经所述二级热交换装置降温析出一水硫酸亚铁后得到的浓液进行蒸发浓缩；板框压滤装置，用于进一步降低经所述MVR蒸发器蒸发浓缩后所得固液状态物质的含液量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统。适用于硫酸钛白粉生产废硫酸的资源化综合利用领域。
背景技术
钛白粉主要在涂料制造行业、纤维合成行业、塑料制造行业、冶金制造行业以及印染行业中广泛应用。钛白粉主要采用硫酸法钛白粉生产工艺，该工艺以钛铁矿为原料，经酸解，生成可溶性硫酸氧钛(TiOSO4)，再经沉降，真空结晶，亚铁分离，控制过滤去除不溶性杂质，再经真空浓缩，常压水解制得偏钛酸(H2TiO3)，偏钛酸经水洗、漂洗去除残留杂质后，经煅烧脱水后制得TiO2，再经中间成品粉碎、后处理(包膜)制得高档金红石型钛白粉。
硫酸法钛白粉的生产主要是应用钛铁矿与硫酸进行工艺生产，其生产工艺流程十分复杂，且生产周期较长，造成废水、废气、废渣的排放量很大，与其他化工产品生产中“三废”排放量相比为排放污染最大的生产工艺。通多实践数据统计了解到，生产1t钛白粉将产生3.5t左右的FeSO。其中废酸(H2SO4)中超过含20％废硫酸9t左右，酸性废渣超过0.2t，富含S02与S03的酸性废气超过1700m3。
目前，我国针对硫酸法钛白粉生产的排放物的治理方法，主要以末端治理方式为主。该治理方法的运用中和反应产生的渣中还有CaSO以及Fe(OH)等，在大量渣堆积中受到太阳暴晒会蒸发出酸性物质，直接造成酸雨产生，进而对土地、农田、水资源等都会造成严重的二次污染，因此该方案已逐步淘汰，相关部门也不新增堆场的审批。
随后所诞生的固液分离+膜浓缩法，主要是先对酸进行固液分离，再进行膜浓缩，将酸浓度提升到23％，后经蒸发浓缩，随后采用隔膜压滤的方法，将其中的铁盐从酸中分离出来。相较于传统的加药法，该方法通过分离酸中的污染物来净化酸液，但是该工艺也存在一定的缺陷，首先除铁之后的设备管线等材料的选材存在问题，腐蚀问题无法解决，特别是涉及到高压泵等高压设备，腐蚀问题尤为严重。其次是由于被蒸发的酸中杂质浓度高(主要包括钛白粉颗粒和铁盐)，导致蒸发效率低，而且容易损坏MVR蒸发系统。同时，该技术无法实现含铁离子的经济价值最大化。因此，开发经济价值更大的资源化处理技术，对于这类硫酸法钛白粉生产废酸进行深度处理。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统。
本实用新型所采用的技术方案是：一种硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统，其特征在于，包括：
废水收集池，用于收集硫酸法钛白粉产生的废酸；
固液分离装置Ⅰ，用于对所述废水收集池收集的废酸进行固液分离；
一级热交换装置，用于对经所述固液分离装置Ⅰ分离后的清液进行热交换，降低该清液温度；
二级热交换装置，用于对经所述一级热交换装置降温后的清液进行热交换，降低该清液温度，使其析出一水硫酸亚铁；
MVR蒸发器，用于对经所述二级热交换装置降温析出一水硫酸亚铁后得到的浓液进行蒸发浓缩；
板框压滤装置，用于进一步降低经所述MVR蒸发器蒸发浓缩后所得固液状态物质的含液量，使其析出一水硫酸亚铁；
搅拌装置，用于将所述二级热交换装置和板框压滤装置析出的一水硫酸亚铁溶于水中并搅拌均匀；
冷冻结晶装置，用于将所述搅拌装置搅拌制得的溶液进行冷冻结晶，使其析出七水硫酸亚铁；
固液分离装置Ⅱ，用于对经所述冷冻结晶装置冷冻析出七水硫酸亚铁后得到的冷冻溶液进行固液分离，分离得到的冷冻清液送回所述二级热交换装置，分离得到的浓浆液送回所述搅拌装置。
一种基于所述硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统的废酸资源化处理方法，其特征在于：
通过所述废水收集池收集硫酸法钛白粉产生的废酸；
由输送泵将废水收集池内的废酸送至所述固液分离装置Ⅰ进行固液分离，分离后的清液送至所述一级热交换装置；
通过一级热交换装置对分离后得到的清液进行换热降温，并将降温后的清液送入所述二级热交换装置；
通过二级热交换装置对经一级热交换装置降温后的清液进行二次换热降温，使其析出一水硫酸亚铁，并将析出的一水硫酸亚铁送入所述搅拌装置，将析出一水硫酸亚铁后的浓液送入所述MVR蒸发器；
通过MVR蒸发器对送入的浓液进行蒸发浓缩，得到固液状物质，并将固液状物质送入所述板框压滤装置；
通过板框压滤装置进一步降低固液状物质的含液体量，使其析出一水硫酸亚铁，并将析出的一水硫酸亚铁送入所述搅拌装置；
通过搅拌装置使一水硫酸亚铁溶于水，并将制得的溶液送入所述冷冻结晶装置；
通过冷冻结晶装置对溶液进行冷冻结晶，使其析出七水硫酸亚铁，并将析出七水硫酸亚铁后的冷冻溶液送入所述固液分离装置Ⅱ；
通过固液分离装置Ⅱ对冷冻溶液进行固液分离，分离得到的冷冻清液送回所述二级热交换装置，分离得到的浓浆液送回所述搅拌装置。通过逐级多次浓缩，提高浓缩效率，节能降耗。
本实用新型的有益效果是：本实用新型在MVR蒸发器前通过固液分离装置Ⅰ和热交换装置对废酸进行处理，降低其中杂质浓度，避免损坏MVR蒸发器。
本实用新型通过热交换装置析出一水硫酸亚铁，通过MVR蒸发器配合板框压滤装置析出一水硫酸亚铁，并利用一水硫酸亚铁制备可作为磷酸铁锂原材料的七水硫酸亚铁，实现含铁离子的经济价值最大化。
附图说明
图1为实施例的系统框图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例为一种硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统，包括废水收集池、固液分离装置Ⅰ、一级热交换装置、二级热交换装置、MVR蒸发器、板框压滤装置、搅拌装置、冷冻结晶装置和固液分离装置Ⅱ等。
本例中废水收集池用于收集硫酸法钛白粉产生的废酸；固液分离装置Ⅰ用于对废水收集池收集的废酸进行固液分离；一级热交换装置用于对经固液分离装置Ⅰ分离后的清液进行热交换，降低该清液温度，降到40℃左右；二级热交换装置用于对经一级热交换装置降温后的清液和固液分离装置Ⅱ送回的冷冻清液进行热交换，降低经一级热交换装置降温的清液的温度，使其析出一水硫酸亚铁；MVR蒸发器用于对经二级热交换装置降温析出一水硫酸亚铁后得到的浓液进行蒸发浓缩；板框压滤装置用于进一步降低经MVR蒸发器蒸发浓缩后所得固液状态物质的含液量，使其析出一水硫酸亚铁，分离出的清液进入酸解。
本实施例中搅拌装置用于将二级热交换装置和板框压滤装置析出的一水硫酸亚铁溶于水并结合固液分离装置Ⅱ送回的浓浆液搅拌均匀；冷冻结晶装置用于将搅拌装置搅拌制得的溶液进行冷冻结晶，使其析出七水硫酸亚铁，产出的七水亚铁可作为磷酸铁锂的原材料。
本实施例中固液分离装置Ⅱ用于对经冷冻结晶装置冷冻析出七水硫酸亚铁后得到的冷冻溶液进行固液分离，分离得到的冷冻清液送回二级热交换装置，分离得到的浓浆液送回搅拌装置。
本实施例的废酸资源化处理方法，包括以下步骤：
通过废水收集池收集硫酸法钛白粉产生的废酸，废酸排进废水收集池，在废水收集池中使各时段排放不同浓度的废水混合均质；
由输送泵将废水收集池内的废酸泵送至固液分离装置Ⅰ进行固液分离，分离所得的钛白浓浆返回生产线回用，分离后的清液送至一级热交换装置；
通过一级热交换装置对分离后得到的清液进行换热降温，降低到40℃左右，并将降温后的清液送入二级热交换装置；
通过二级热交换装置对经一级热交换装置降温后的清液进行二次换热降温，使其析出一水硫酸亚铁，并将析出的一水硫酸亚铁送入搅拌装置，将析出一水硫酸亚铁后的浓液送入MVR蒸发器；
通过MVR蒸发器对送入的浓液进行蒸发浓缩，得到固液状物质，并将固液状物质送入板框压滤装置；
通过板框压滤装置进一步降低固液状物质的含液体量，使其析出一水硫酸亚铁，并将析出的一水硫酸亚铁送入搅拌装置；板框压滤装置滤出的清液进入酸解；
通过搅拌装置使一水硫酸亚铁溶于水，并将制得的溶液送入冷冻结晶装置；
通过冷冻结晶装置对溶液进行冷冻结晶，使其析出七水硫酸亚铁，并将析出七水硫酸亚铁后的冷冻溶液送入固液分离装置Ⅱ；
通过固液分离装置Ⅱ对冷冻溶液进行固液分离，分离得到的冷冻清液送回二级热交换装置，作为换热的冷源；分离得到的浓浆液送回搅拌装置，与搅拌装置内的溶液搅拌混匀。
Claims (1)
1.一种硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统，其特征在于，包括：
废水收集池，用于收集硫酸法钛白粉产生的废酸；
固液分离装置Ⅰ，用于对所述废水收集池收集的废酸进行固液分离；
一级热交换装置，用于对经所述固液分离装置Ⅰ分离后的清液进行热交换，降低该清液温度；
二级热交换装置，用于对经所述一级热交换装置降温后的清液进行热交换，降低该清液温度，使其析出一水硫酸亚铁；
MVR蒸发器，用于对经所述二级热交换装置降温析出一水硫酸亚铁后得到的浓液进行蒸发浓缩；
板框压滤装置，用于进一步降低经所述MVR蒸发器蒸发浓缩后所得固液状态物质的含液量，使其析出一水硫酸亚铁；
搅拌装置，用于将所述二级热交换装置和板框压滤装置析出的一水硫酸亚铁溶于水中并搅拌均匀；
冷冻结晶装置，用于将所述搅拌装置搅拌制得的溶液进行冷冻结晶，使其析出七水硫酸亚铁；
固液分离装置Ⅱ，用于对经所述冷冻结晶装置冷冻析出七水硫酸亚铁后得到的冷冻溶液进行固液分离，分离得到的冷冻清液送回所述二级热交换装置，分离得到的浓浆液送回所述搅拌装置。
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| CN202223582581.3U CN218810380U (zh) | 2022-12-31 | 2022-12-31 | 硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统 |
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Publications (1)
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| CN202223582581.3U Active CN218810380U (zh) | 2022-12-31 | 2022-12-31 | 硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统 |
Country Status (1)
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Inventor after: Wang Wei Inventor after: Liu Yusheng Inventor before: Wang Wei Inventor before: Liu Yusheng Inventor before: Cui Zhuang |