[发明专利]硫酸法生产钛白工艺中的酸解方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛白生产方法，具体地讲，涉及一种将硫酸法生产钛白工艺中产生的废酸应用到酸解步骤中的酸解方法。

背景技术

硫酸法是生产钛白的主要方法之一。硫酸法生产钛白主要包括原矿准备、钛矿粉的酸解、钛液的净化、钛液浓缩、水解、水洗及漂洗、盐处理和煅烧等步骤。在钛矿粉的酸解中，使钛矿粉与硫酸反应生成硫酸钛(Ti(SO₄)₂)和/或硫酸氧钛(TiOSO₄)溶液，钛矿粉与硫酸的反应在常温下几乎不发生，为了促进这个反应，往往需要加水产生稀释热或利用蒸汽加热来引导该反应的发生。

另外，在硫酸法生产钛白工艺中，每生产1吨钛白粉会产生7-9吨质量百分数为17-23％的废硫酸。产生的废硫酸不仅会大幅度增加环保处理难度和费用，而且还会使硫酸法生产钛白工艺中的硫酸利用率降低。目前，对这部硫酸的处理方法主要有：直接中和处理；用于生产磷肥、金属酸洗等的应用；浓缩回收等。但直接中和处理费用过高，对企业造成了较重的负担；用于其它领域运输成本高且危险；而浓缩回收，无法实现综合利用。目前未见将该部分废酸应用到钛白生产工艺中进行回收利用的方法。

发明内容

本发明提供一种将在硫酸法生产钛白工艺中产生的废硫酸经过处理应用到硫酸法生产钛白工艺中的酸解步骤中的酸解方法。

根据本发明的硫酸法生产钛白工艺中的酸解方法包括以下步骤：A将质量百分数为17-23％的废硫酸经过处理浓缩得到质量百分数为50-60％的硫酸，同时除去硫酸中的金属元素和悬浮物；B将钛矿粉与质量百分数为90-95％的硫酸充分混合，其中，所加入的硫酸与钛矿粉的质量比按100％的硫酸与钛矿粉的质量比计算为1.18∶1-1.48∶1；C将所述质量百分数为50-60％的硫酸加入到步骤B的混合物中引发钛矿粉和硫酸的反应，其中，所加入的硫酸与钛矿粉的质量比按100％的硫酸与钛矿粉的质量比计算为0.12∶1-0.34∶1；D将步骤C反应得到的固相物溶于水，从而得到硫酸氧钛溶液，其中，在步骤B和步骤C中加入的总的硫酸与钛矿粉的质量比按100％的硫酸与钛矿粉的质量比控制为1.52∶1-1.64∶1。

根据本发明的方法，优选地，在步骤B中所加入的硫酸与钛矿粉的质量比按100％的硫酸与钛矿粉的质量比计算为1.40∶1-1.44∶1。

根据本发明的方法，优选地，在步骤C中所加入的硫酸与钛矿粉的质量比按100％的硫酸与钛矿粉的质量比计算为0.14∶1-0.25∶1。

根据本发明的方法，可以利用质量百分数为50-60％的硫酸与质量百分数为98％的硫酸配制质量百分数为90-95％的硫酸。

根据本发明的方法还可以包括利用质量百分数为50-60％的硫酸调整硫酸钛溶液的F值的步骤。

根据本发明的方法，质量百分数为17-23％的废硫酸为硫酸法生产钛白工艺中所产生的废硫酸。

本发明通过将硫酸法生产钛白工艺中产生的废硫酸经浓缩、除杂后得到的质量百分数为50-60％的硫酸加入到钛矿粉和浓硫酸的混合物中，不但引发了钛矿粉和硫酸之间的反应，而且使在硫酸法生产钛白工艺中产生的废酸在硫酸法生产钛白工艺中得到循环利用。

具体实施方式

下面将参照具体实施例来详细地描述本发明。

在硫酸法生产钛白的工艺中，每生产1吨钛白粉会产生7-9吨质量百分数为17-23％的废硫酸。将质量百分数为17-23％的废硫酸在真空浓缩循环系统中经过两级处理浓缩可以得到质量百分数为50-60％的硫酸，同时除去了硫酸中的大量金属元素(如铁、钙、镁、钛等)和悬浮物质。

根据本发明的示例性实施例，将上述的经浓缩除杂得到的质量百分数为50-60％的硫酸加入到钛矿粉和质量百分数为90-95％的浓硫酸的混合物中，在无需蒸汽加热的情况下，利用质量百分数为50-60％的硫酸稀释质量百分数为90-95％的浓硫酸产生的热来引发硫酸与钛矿粉之间的反应，在反应完成且反应物温度降低后(具体地讲，降低到130℃以下)，将反应后得到的固相物溶于水中，从而得到硫酸氧钛溶液。这里，采用质量百分数为50-60％的硫酸来引发钛矿粉和浓硫酸的混合物，其原因在于：当硫酸的质量百分数低于50％时，对硫酸法生产钛白工艺中产生的废酸的回收率过低；当硫酸的质量百分数高于60％时，加入的硫酸不能引发浓硫酸与钛矿粉之间的反应。