本發(fā)明屬鈦白廢液綜合處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦白廢液處理方法。
背景技術(shù)：
鈦白廢液是制備鈦白粉過程產(chǎn)生的酸性廢水。我國制備生產(chǎn)鈦白粉的方法主要是硫酸法，導致了每生產(chǎn)一噸鈦白粉，將會產(chǎn)生50～100m3的鈦白廢液，不僅酸性強，其含有大量的鐵離子和鋁離子，還有少量的鈦、鈧、釩等稀貴金屬離子，因此，處理鈦白廢液不僅對環(huán)境有保護作用，也可做為回收有價金屬的二次資源，具有重要的經(jīng)濟和環(huán)保意義。
目前，鈦白廢液的處理多集中于酸的回收和利用，稀貴金屬和鐵的提取、分離和回收，以及酸堿中和制備白石膏等。如黃珊等研究了采用蒸發(fā)和膜分離的方法回收鈦白廢液中的硫酸，也有研究利用鈦白廢液的強酸性，做為浸出劑浸出提取赤泥中的鈧(黃珊,李正山.鈦白廢液的治理、回收及綜合利用研究[j].資源開發(fā)與市場,2007,23(9):778-781；楊濤,王志堅,肖勁,等.赤泥和鈦白廢液中提鈧的浸出工藝研究[j].礦冶,2015,24(5):37-40；劉吉波,楊濤,吳希桃,等.綜合回收處理赤泥廢渣和鈦白廢液的方法.發(fā)明專利,cn103614563a)。此過程有效地利用了鈦白廢液的酸性，但對其中的鐵、鋁等主要元素的回收沒有提及，同時進出后的液體仍難處理和回收利用。對于鈦白廢液中稀貴金屬回收多集中于鈧的提取(徐銅文.乳狀液膜法提取硫酸法鈦白廢液中微量鈧的研究[j].稀有金屬,1994,18(4):245-248)，由于鈦白廢液中鈧濃度較低，鐵、鋁等雜質(zhì)離子含量很高，導致回收鈧過程分離困難，鈧產(chǎn)品的純度低。采用添加含鈣堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)ph值，可以制備白石膏(徐銅文.乳狀液膜法提取硫酸法鈦白廢液中微量鈧的研究[j].稀有金屬,1994,18(4):245-248)，此過程堿耗量高，白石膏的純度低，其中含有大量的鐵、鋁等雜質(zhì)。此外，還有學者研究了利用鈦白廢液生產(chǎn)鐵黃顏料和氧化鐵(丁杰,何錫陽,劉曉燕.利用鹽酸法鈦白廢液制備鐵黃顏料研究[j].化學研究與應(yīng)用,2008,20(7):932-934;丁杰.鹽酸法生產(chǎn)鈦白廢液制取高純fe2o3實驗研究[j].化學研究與應(yīng)用,2007,14(4):39-41)，此過程操作復(fù)雜，需要多步除雜作業(yè)，堿耗量大，僅適用于鹽酸法鈦白廢液，而鈦白廢液的主要來源卻是鈦白粉硫酸制備工藝。
因此，目前的鈦白廢液的處理過程存在操作復(fù)雜，堿耗量大，成本高，處理回收對象單一，生成的產(chǎn)品雜質(zhì)高和純度低，無法大宗回收利用等缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種鈦白廢液處理方法，該方法滿足鈦白廢液處理操作簡單，堿耗量小，成本低，鐵、鋁和稀貴金屬均可回收，產(chǎn)品硫酸鋁鉀，黃鉀鐵礬和稀貴濾液純度高，可以大宗回收利用的要求。
本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn)：
本發(fā)明的鈦白廢液處理方法的步驟如下：向鈦白廢液中添加氫氧化鉀混合調(diào)節(jié)ph值為0~0.5，在溫度為90~100℃條件下攪拌60~120min，然后迅速降溫至0~10℃，鈦白廢液中逐漸結(jié)晶出硫酸鋁鉀晶體，結(jié)晶結(jié)束后固液分離獲得純度大于99.5%的硫酸鋁鉀晶體和濾液；再向濾液中添加氫氧化鉀和氯酸鉀調(diào)節(jié)ph值為2.2~2.8，在溫度為90~100℃條件下攪拌90~150min，濾液中逐漸結(jié)晶出黃鉀鐵礬晶體，結(jié)晶結(jié)束后固液分離獲得純度大于99%的黃鉀鐵礬晶體和稀貴濾液，稀貴濾液經(jīng)分離純化后可獲得純度大于99%的稀貴金屬。
本發(fā)明中所鈦白廢液是鈦鐵礦經(jīng)硫酸加壓浸出水解制備鈦白粉后所得的廢液，廢液氫離子濃度大于1mol/l，鐵離子濃度大于4g/l，鋁離子濃度大于1g/l。
本發(fā)明中所述硫酸鋁鉀晶體是十二水合硫酸鋁鉀，其中鋁的回收率大于95%。
本發(fā)明中所述黃鉀鐵礬晶體是三水黃鉀鐵礬，其中鐵的回收率大于95%。
本發(fā)明中所得稀貴濾液為含有鈧、鈦和釩的溶液，鈧濃度大于10mg/l，釩濃度大于50mg/l，鈦濃度大于500mg/l。
本發(fā)明中所述分離純化為離子交換、溶劑萃取和活性炭吸附聯(lián)合方法。
本發(fā)明中所得稀貴金屬分別為純度大于99%的五氧化二釩、三氧化二鈧和二氧化鈦產(chǎn)品。
本發(fā)明中再向濾液中添加的所述氫氧化鉀與氯酸鉀的質(zhì)量比為2～5:1。
本發(fā)明的有益效果如下：
本發(fā)明采用二段結(jié)晶的方法處理鈦白廢液回收其中的鋁、鐵和稀貴金屬，制備產(chǎn)品硫酸鋁鉀和黃鉀鐵礬純度高，成本低，處理后稀貴濾液的ph值在2.5左右，其中鐵、鋁雜質(zhì)含量低，非常有利于鈧、鈦、釩等稀貴金屬采用離子交換或溶劑萃取的方法進行分離回收。鈦白廢液通過添加氫氧化鉀調(diào)節(jié)ph值至0~0.5，在高溫條件下進行攪拌充分溶解，隨著溫度的逐漸降低，晶體逐漸形成和長大，會生成純度大于99.5%的十二水合硫酸鋁鉀晶體，鋁回收率大于95%，而鐵、鈦、鈧等離子會殘留在溶液中，實現(xiàn)了鈦白廢液中鋁的回收。硫酸鋁鉀結(jié)晶后的濾液，再添加氫氧化鉀和氯酸鉀調(diào)節(jié)ph值至2.2~2.8，在90~100℃條件下攪拌結(jié)晶，隨著攪拌的進行，晶體逐漸形成和長大，會生成純度大于99%的黃鉀鐵礬溶液，鐵回收率大于95%，而鈧、鈦和釩稀貴金屬離子會殘留于溶液中，此時溶液的ph值在2.2~2.8之間，正是稀貴金屬分離提取的最佳ph值范圍，可采用離子交換、溶劑萃取方法和活性炭吸附方法回收鈧、鈦和釩。本發(fā)明通過添加氫氧化鉀和氯酸鉀作為結(jié)晶藥劑進行鈦白廢液處理回收鋁、鐵和稀貴金屬，實現(xiàn)了有價元素的選擇性分離，降低了藥劑消耗，硫酸鋁鉀、黃鉀鐵礬和稀貴濾液中雜質(zhì)含量少，產(chǎn)品純度高，硫酸鋁鉀純度大于99.5%，黃鉀鐵礬純度大于99%，鈦白廢液中鋁和鐵的回收率均大于95%，稀貴濾液中鈧、鈦、釩純度高，雜質(zhì)含量少，溶液ph值適宜稀貴金屬的分離提純。
因此，本發(fā)明具有鈦白廢液處理操作簡單，堿耗量小，成本低，鐵、鋁和稀貴金屬均可回收，產(chǎn)品硫酸鋁鉀，黃鉀鐵礬和稀貴濾液純度高，可以大宗回收利用的特點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明以下將結(jié)合實施例（附圖）作進一步描述：
為避免重復(fù)敘述，現(xiàn)將本發(fā)明具體實施方式所涉及的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下：所鈦白廢液是鈦鐵礦經(jīng)硫酸加壓浸出水解制備鈦白粉后所得的廢液，廢液氫離子濃度大于1mol/l，鐵離子濃度大于4g/l，鋁離子濃度大于1g/l，所述分離純化為離子交換、溶劑萃取和活性炭吸附聯(lián)合方法，所述稀貴濾液為鈧濃度大于10mg/l，釩濃度大于50mg/l，鈦濃度大于500mg/l的酸溶液，所述稀貴金屬為五氧化二釩、三氧化二鈧和二氧化鈦產(chǎn)品，具體實施例中不再贅述。
實施例1
向鈦白廢液中添加氫氧化鉀混合調(diào)節(jié)ph值為0~0.5，在溫度為90~100℃條件下攪拌100~120min，然后迅速降溫至0~10℃，鈦白廢液中逐漸結(jié)晶出硫酸鋁鉀晶體，結(jié)晶結(jié)束后固液分離獲得純度大于99.8%的十二水合硫酸鋁鉀晶體和濾液，鋁的回收率大于98%；再向濾液中以2～5:1的質(zhì)量比添加氫氧化鉀和氯酸鉀調(diào)節(jié)ph值為2.6~2.8，在溫度為90~100℃條件下攪拌130~150min，濾液中逐漸結(jié)晶出黃鉀鐵礬晶體，結(jié)晶結(jié)束后固液分離獲得純度大于99.5%的三水黃鉀鐵礬晶體和稀貴濾液，鐵的回收率大于97%，稀貴濾液經(jīng)分離純化后可獲得純度大于99.3%的稀貴金屬。
實施例2
向鈦白廢液中添加氫氧化鉀混合調(diào)節(jié)ph值為0~0.5，在溫度為90~100℃條件下攪拌80~100min，然后迅速降溫至0~10℃，鈦白廢液中逐漸結(jié)晶出硫酸鋁鉀晶體，結(jié)晶結(jié)束后固液分離獲得純度大于99.6%的十二水合硫酸鋁鉀晶體和濾液，鋁的回收率大于96%；再向濾液中以2～5:1的質(zhì)量比添加氫氧化鉀和氯酸鉀調(diào)節(jié)ph值為2.4~2.6，在溫度為90~100℃條件下攪拌110~130min，濾液中逐漸結(jié)晶出黃鉀鐵礬晶體，結(jié)晶結(jié)束后固液分離獲得純度大于99.2%的三水黃鉀鐵礬晶體和稀貴濾液，鐵的回收率大于96%，稀貴濾液經(jīng)分離純化后可獲得純度大于99.2%的稀貴金屬。
實施例3
向鈦白廢液中添加氫氧化鉀混合調(diào)節(jié)ph值為0~0.5，在溫度為90~100℃條件下攪拌60~80min，然后迅速降溫至0~10℃，鈦白廢液中逐漸結(jié)晶出硫酸鋁鉀晶體，結(jié)晶結(jié)束后固液分離獲得純度大于99.5%的十二水合硫酸鋁鉀晶體和濾液，鋁的回收率大于95%；再向濾液中以2～5:1的質(zhì)量比添加氫氧化鉀和氯酸鉀調(diào)節(jié)ph值為2.2~2.4，在溫度為90~100℃條件下攪拌90~110min，濾液中逐漸結(jié)晶出黃鉀鐵礬晶體，結(jié)晶結(jié)束后固液分離獲得純度大于99%的三水黃鉀鐵礬晶體和稀貴濾液，鐵的回收率大于95%，稀貴濾液經(jīng)分離純化后可獲得純度大于99%的稀貴金屬。
本發(fā)明具有鈦白廢液處理操作簡單，堿耗量小，成本低，鐵、鋁和稀貴金屬均可回收，產(chǎn)品硫酸鋁鉀，黃鉀鐵礬和稀貴濾液純度高，可以大宗回收利用的特點。