[发明专利]硫酸法制取钛白粉的酸性废水治理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护领域中的硫酸法制取钛白粉的含酸废水治理的方法，使该行业走出环境的困境。对氯碱行业中的卤水除硝也可以用到，对干旱和半干旱缺水地区，水源的安全除硝也可以用到。

背景技术

    目前，全球钛白粉产值约110亿美元，是仅次于合成氨，磷酸的三大无机化工产品。【参見，作者刘方斌，“硫酸法钛白粉的环保困境能否突破？”中国化工报，更新时间：2012-05-29】许多国家都将钛白粉列为影响国民经済发展的关键化学品，人均钛白粉旳消费量也被看作反映一个国家经済发展水平的重要指标。2000年以来，我国钛白秎行业年产由34万吨增至目前的180万吨，己成为仅次于美国的第二大钛白粉生产囯。

隨着经济的发展，我国对塗料需求越来越大，然而以硫酸法生产钛白粉，受到环境治理旳困扰，很难走出困境。

    硫酸法制取钛白粉的环保困境有哪些？

1、     厂点多，规模小，污染重；全球100家，我国63家，企业数为60%，而产量只有全球产量的20%；

2、     吨产品排污量过大，釆用硫酸法生产1吨钛白粉耗水100—150吨，能耗1.6吨标煤，产生含浓度近20%硫酸废水8吨，低浓度的酸性废水100吨，废渣8吨，以及含SO₂酸雾和粉尘的废气2.5万m³........;

3、     “三废”治理难度不大，但量大，总治理费用过高。硫酸法废水废渣治理成本高达吨成品1900元。

硫酸法生产钛白粉低浓度酸性废水的主要成分是：按株洲的水样分析结果如下:

      硫酸=2---3%                Ca²⁺=650---750mg/l

      Fe²⁺=4--5g/l                Cl^- =150--250mg/l

      Mg²⁺=70--150mg/l          pH=1     TDS=32g/l

从上数据可看出1吨废水总TDS为32kg/t，硫酸每吨含20-30kg/t，如按每生产1吨钛白粉排放低浓度酸性废水100吨计算，有3000 kg硫酸（100吨×30kg/t=3000 kg硫酸），1万吨钛白粉就有3万吨废硫酸，这样高的”废物”用石灰中和，再赔上纯碱，去除钙，又是产生大量真正不能用的石膏和烧碱（即废渣）。

   株州发给我们酸性废水的TDS可看出它是硫酸和硫酸盐为主的废水，关键是调酸和除硫酸盐.

提出相关改进方法的有下列文献：

文献一：中国专利申请“一种钛白酸性废水处理的方法，申请号：200610039259.2 申请日：2006-04-03”披露了一种用生石灰做处理剂的改良方法，提高了生石灰利用率,降低废水的处理成本,而且消除了消化渣固废的二次污染。

文献二：中国专利：“硫酸法制备钛白粉的方法（有权），申请号：200710202160.4 申请日：2007-10-19”。 制备过程中产生的酸性废水加入氢氧化钠或氢氧化钾中和,中和产生的硫酸盐电解生成浓硫酸。这种处理方式避免了大量石膏的产生，同时中和后的硫酸盐既可以作为副产品销售,也可以将硫酸盐电解生成的浓硫酸再度应用到硫酸法制备钛白粉中。遗憾该专利未提到能耗的问题。

文献三：中国专利“分解硫酸铵的方法及从废酸及酸性废水中回收硫酸的方法（有权），申请号：200910300912.X 申请日：2009-03-17”。 所用的原料CACO₃、氨气(或氨水)及催化剂FE₂O₃在理论上无消耗,可以循环利用,实际上应用时仅需补充适量CACO₃、NH₃及FE₂O₃即可,为处理制备钛白粉时产生的废酸及废水提供了一种全新的方法。由于处理量大，未从根本上销除环保治理的困境。到今年5月29日也未見改进的报导。

    国外釆用氯化技术排废少，工艺先进，但我国为什么不搞氯化法钛白粉？行业内专家刘汉杰告诉刘方斌记者：“搞了，难度太大。技术进口吧。国外公司搞技术封锁，死活不卖；自已开发吧，国内有实力的公司开发了20年，只搞了一套年产1.5万吨的小装置投产，技术还不能与国外装置匹敌”。