[发明专利]一种钛白废酸的回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛白废酸的回收方法，确切地说是一种硫酸法钛白废酸的回收方法。

背景技术

二氧化钛是一种重要的无机化工原料，无毒、对健康无害，是最重要的白色颜料，占全部白色颜料使用量的80%。钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸等工业，是仅次于合成氨和磷酸的第三大无机化工产品。

铁白粉工业生产方法主要有氯化法和硫酸法。硫酸法工艺成熟、对钛原料的适应性强、生产成本低、技术成熟，其既可生产锐钛型产品，又可生产金红石型产品，是现有钛白粉生产方式中普遍采用的一种方法。但是硫酸法工艺每生产1t钛白粉，需要消耗4t以上的硫酸，同时产生6~8t浓度为20%~25%的废酸。废酸中除了含有主要成分H₂SO₄外，还含有一定的FeSO₄、TiO₂、 A1₂(SO₄)₃、MgSO₄等物质。这些废酸若不经处理直接排放，不仅污染环境，还造成资源的严重浪费。如何处理这些废酸，经济合理地回收其中有价值的部分，已成为硫酸法钛白生产的一个重要技术难题，也是困扰环境保护与钛白粉行业发展的重大问题。目前比较环保的方法，是将钛白废酸浓缩，使硫酸亚铁等杂质，从废酸中结晶析出，从而大大降低废酸中的杂质含量，实现在钛白装置中的循环利用或生产磷酸盐等产品。

钛白废酸的浓缩处理方法较多，如燃气浓缩法、煅烧法、真空浓缩法、中和法、膜过滤法等。浓缩法是将废酸进行浓缩，提高废酸的浓度，达到可以再利用的目的。目前废酸的浓缩技术多数是利用一种热源直接浓缩法，热源包括天然气、蒸汽或燃煤热气等。CN1330562C通过烟气和蒸汽二级浓缩方式对废酸浓缩至硫酸55-60%。CN102079512B采用一级闪蒸二三级真空浓缩方式，浓缩至硫酸82%。“钛白废酸中硫酸亚铁的分离及废酸回收”采用常压浓缩工艺，废酸浓缩至55-60%，分离硫酸亚铁后，真空浓缩至80-85%，滤渣采用清水打浆回收硫酸，打浆后的滤液返回浓缩工段。采用以上方法能有效回收废酸，存在工艺流程长、设备要求高，浓缩设备昂贵、能耗、操作和维护成本高的难题，也不能避免废酸浓缩过程硫酸亚铁的结垢现象。其浓缩成本远高于工业浓硫酸的价格。

采用配酸工艺对钛白废酸提浓，即在钛白废酸中加入高浓度的硫酸，通过提高硫酸浓度促使废酸中的硫酸盐结晶析出，净化提浓后的废酸用于钛白粉酸解或磷矿萃取等用硫酸装置。CN102515114A通过配酸直接提高至64%的硫酸浓度，得到净化后的硫酸，再用于磷化工。CN101973530A采用配酸方式直接得到58-69%的硫酸。CN101774557A，采用两次配酸方式，一次配酸浓度80-90%，二次配酸浓度65-70%。配酸工艺回收钛白废酸，工艺流程简单、投资和生产费用极低，是一种较为适宜的废酸回收方式，但采用以上配酸方法所得浓缩渣的游离硫酸含量较高。

钛白废酸浓缩，随硫酸浓度提高，析出以硫酸亚铁盐为主的固相物，俗称为浓缩渣。浓缩渣的游离硫酸含量较高，其处理方式一般是用于硫酸系统，掺烧制备硫酸。浓缩渣的游离硫酸含量高会导致浓缩渣粘附成团，掺烧混合不均匀，影响制酸工艺的稳定控制。浓缩渣的游离酸含量高，存放期间会吸潮，在下部产生酸水，也会严重影响掺烧过程和生产环境。此外浓缩渣游离酸含量高，掺烧过程分解吸热量大，导致掺烧温度下降和沸腾层稳定受到极大影响，从而导致浓缩渣的掺烧量受到较大限制。CN102372306A，浓缩渣采用铁粉还原降低硫酸后制备七水硫酸亚铁，七水硫酸亚铁再转化成一水硫酸亚铁用于掺烧制酸。虽解决了浓缩渣的游离酸对掺烧的影响，但其存在工艺流程长、生产成本升高的难题。

综上所述，钛白废酸浓度高，酸中的杂质含量就低，便于生产回用或用于磷化工等行业，但钛白废酸的硫酸浓度高，产生的浓缩渣的游离酸含量就高，严重影响浓缩渣的处理。现有工艺下，钛白废酸回收和浓缩渣的质量成为一个难以协调的难题。低成本低能耗的回收钛白废酸和浓缩渣，成为硫酸法钛白粉企业面临的难题，也是本行业一直希望解决却未能解决的技术难题。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种低成本回收钛白废酸的方法，能够很好的将钛白废酸中的硫酸回收，同时浓缩酸中的杂质含量和浓缩渣的游离硫酸极低。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种钛白废酸的回收方法，包括以下步骤：