[发明专利]硫酸法钛白粉生产中废酸废渣的利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及硫酸法钛白粉生产中废酸废渣的利用方法。 

背景技术

[0002] 硫酸法生产钛白粉是中国钛白粉生产的主要技术类型，而硫酸法钛白粉生产排出的废酸酸液对环境的污染是比较严重的。 

以钛铁矿为原料用硫酸法生产钛白粉时，每生产1吨钛白即会排出废酸约8吨，废渣硫酸亚铁约4吨。这些废酸中硫酸的含量约为18～24％，硫酸亚铁含量约为15～25％，不仅造成严重的环境污染，而且白白浪费了大量可利用的资源。 

目前，钛白生产中的废酸治理主要用于(1)钢材酸洗除锈.钛白生产中的废酸，其浓度适合于钢材的酸洗除锈，通过酸洗，氧化铁被溶解，生成硫酸亚铁，当废酸内硫酸亚铁积聚至一定质量分数，便可采用真空蒸发和冷却结晶的方法，使硫酸亚铁成为晶体析出，析出的结晶熟化后过滤。(2)生产聚硫酸铝铁混凝剂.利用硫酸法钛白粉生产过程中副产的废硫酸与粉煤灰进行处理，从粉煤灰中溶解铝、铁等化学成分同时消耗大量的废酸。分离并清洗粉煤灰，得到高活性酸处理粉煤灰。分离粉煤灰后的溶液浓缩后冷却结晶，分离出硫酸铝；提取硫酸铝后的母液进一步加工成聚硫酸铝铁混凝剂。（3）生产工业级七水硫酸镁，废酸作为主要原料通过与菱苦土或菱镁矿的锻烧物氧化镁作用，经过压滤、蒸发浓缩、冷却结晶、离心分离、干燥等工序得到工业级七水硫酸镁产品。（4）废酸浓缩回收。目前有的万吨级大厂已投资建设废酸浓缩回收装置，通过蒸发浓缩，可使废酸质量分数提高至50%左右，去除析出的沉淀物后，便可回收利用。（5）废酸联产红、白石膏。废酸与石灰石控制一定pH充分反应，然后固液分离，分离后的滤饼经过洗涤，即可得到成品白石膏<CaSO₄·2H₂O)。（6）废酸还原解毒铬渣。铬渣是铬铁矿生产铬酸钠的残渣，其中仍含铬化合物3.0%-4.5%(质量分数，以Cr₂O₃计，下同)，水溶性铬1%-2%，酸溶铬0.95%-1.8%，是一种有毒废渣。解毒此废渣必须要还原剂或者提供还原氛围，废酸中有还原性亚铁离子，将废酸与铬渣按一定比例混合，在酸性条件下，废酸中的Fe²⁺可将铬渣中的Cr⁶⁺还原为Cr³⁺，使铬渣解毒。未见报道钛白废酸用于生产聚合硫酸铁的资料。 

聚合硫酸铁是一种无机高分子絮凝剂，对于污水中的某些重金属离子及污水中的COD、BOD、SS、色度、恶臭、乳化油等具有显著的去除效果，它对于工业用水、饮用水也是一种价廉、优良的净化剂，它与铝盐类絮凝剂相比具有很大的优越性，是一种优良的污水净化剂。 

本发明要解决的重要技术问题就是提供一种能够减轻污染的硫酸法钛白废酸废渣的利用方法，用硫酸法钛白粉生产中废酸废渣为原料，有机合成的铁泥与硝酸合成的硝酸铁为反应助剂，生产聚合硫酸铁。 

聚合硫酸铁的现有技术(日本昭51-17516)是采用以硫酸亚铁为原料，亚硝酸钠为催化剂，进行17小时的空气氧化，制得聚合硫酸铁溶液。这种生产方法催化剂投加量大、氧化反应时间长，并且在氧化过程中含有大量二氧化氮的气体不断排出。造成污染，需要进行净化处理。 

CN86100483采用纯氧氧化，亚硝酸钠为催化剂，虽减少反应时间，但成本高。 

CN1031699采用硝酸为催化氧化剂，通空气或氧气，103-107℃聚合成聚合硫酸铁，尾气用碱液或石灰水吸收其中的酸气。 

CN1052293采用双氧水为催化氧化剂，氧化合成聚合硫酸铁，双氧水用量大，成本高。 

本发明利用硫酸法钛白粉生产中的废酸废渣为原料，生产聚合硫酸铁，既降低了成本又减少了废酸废渣对环境的污染。 

发明内容

本发明的目的是提供一种硫酸法钛白粉生产中废酸废渣的利用方法，本方法不仅有效地利用了硫酸法钛白粉生产中含硫酸为18～24％硫酸亚铁为15～25％的废酸和固体硫酸亚铁废渣，用有机合成的废渣还原铁泥合成反应助剂硝酸铁,而且氧化聚合时间短,只需1—3小时。本发明采用富氧空气为氧化剂，在装有填料塔的搪瓷反应釜中合成聚合硫酸铁；用硫酸亚铁溶液处理氧化尾气。没有二次公害,避免了对环境的污染。本发明耗能少，成本低，操作方便，不仅有效地利用了工业废酸、废渣，而且避免对环境造成污染。 

采用硝酸铁为反应助剂，具有制备容易、成本低、反应快的优点。铁泥的主要成分是氧化亚铁和少量的铁粉，与浓硝酸进行化学反应得到硝酸铁：