專利名稱：一種利用配酸濃縮凈化鈦白粉廢酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢酸的濃縮技術(shù)，具體涉及一種利用配酸濃縮凈化鈦白粉廢酸的方法。
背景技術(shù)：
鈦白粉學(xué)名為二氧化鈦，屬于惰性顏料，被認(rèn)為是世界上性能最好的一種白色顏料，廣泛應(yīng)用于制造涂料、合成纖維、高級白色油漆、白色橡膠、印刷、冶金等行業(yè)。硫酸法生產(chǎn)鈦白粉工藝，主要原料是鈦礦和硫酸，具有生產(chǎn)成本低、技術(shù)成熟等優(yōu)點，是現(xiàn)有鈦白粉生產(chǎn)方式中普遍采用的一種方法。但是利用硫酸法每生產(chǎn)It鈦白粉，需要消耗4t以上的硫酸，同時產(chǎn)生4. 5 6t左右Wt (H2SO4) 20% 25%的廢酸，廢酸中H2SO4含量 一般在 20-25%,還含有 8-16% 的 FeSO4' 1-3% 的 MgS04、0. 8-3% 的 Al2 (SO4) 3、0· 1-1% 的 MnSO4'
O.8-1. 5%的Ti0S04、0. 3-1. 0%的H2TiO3，近年來各地對環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，有些廠由于廢酸問題解決不好而被迫停產(chǎn)。因此，針對大量的廢酸，禁止直接排放，加上資源的短缺，目前大多企業(yè)開始回收利用這部分廢酸，回收處理方法主要有中和法、濃縮法。中和法，是用石灰石、石灰或電石渣等與廢酸進(jìn)行中和反應(yīng)，生產(chǎn)出可以作為建筑材料的石膏等。中和方法需要消耗大量的石灰、電石渣等回收利用廢酸的成本高，約為1200元/噸，一般企業(yè)難以承受，而且中和反應(yīng)會產(chǎn)生大量的廢棄物。濃縮法是將廢酸進(jìn)行濃縮，提高廢酸的濃度，達(dá)到可以再利用的標(biāo)準(zhǔn)。相比中和法不需要消耗大量的石灰、電石渣等，也不需要排放大量廢棄物。但是目前廢酸的濃縮技術(shù)多數(shù)是利用一種熱源直接濃縮法，熱源包括天然氣、蒸汽或燃煤熱氣等，對于高溫、高腐蝕性酸的濃縮，對設(shè)備要求高、能耗和操作費(fèi)用也高。專利號為CN200510019017. 2的中國發(fā)明專利，公開了一種鈦白粉生產(chǎn)中廢酸濃縮回收利用的工業(yè)化方法，采用廢酸煙氣濃縮和廢酸蒸汽濃縮二個步驟，煙氣與蒸汽聯(lián)動運(yùn)行，克服了現(xiàn)有廢酸濃縮回收方法蒸汽耗量大，電耗高，運(yùn)行費(fèi)用高；濃縮效率低；運(yùn)行設(shè)備多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜；工藝設(shè)計復(fù)雜等不足。但該專利在整個濃縮過程中，廢酸的氣相溫度都控制在80°C以上，液相溫度也在70°C以上，采用高能耗模式，利用熱源對廢酸進(jìn)行濃縮，需要消耗大量的能源來濃縮廢酸再回收硫酸。而在硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中，實現(xiàn)偏鈦酸脫硫與轉(zhuǎn)化需要高溫煅燒，煅燒的設(shè)備為轉(zhuǎn)窯，煅燒轉(zhuǎn)窯的尾溫在300°C ^450°C，一般是通過堿液噴淋吸收SO2環(huán)保處理后，直接排放到大氣，這部分熱量即轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣的余熱沒有得到有效利用。綜上所述，如何降低廢酸濃縮成本，利用低能耗、低成本的方式有效回收利用廢酸是企業(yè)面臨的難題，是本行業(yè)一直希望解決卻未能解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，設(shè)計一種利用鈦白粉生產(chǎn)中的煅燒尾氣余熱和配酸濃縮凈化鈦白粉廢酸的方法，該方法濃縮廢酸不需要消耗大量的能源，而且生產(chǎn)成本低,廢酸的回收率高。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計一種利用配酸濃縮凈化鈦白粉廢酸的方法，具體步驟如下
A、回收鈦將鈦白粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸，利用轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣的余熱，將廢酸初步提濃至質(zhì)量濃度為259Γ32%，然后進(jìn)行回收鈦操作，即利用沉降原理，西恩沉降分離出含有硫酸亞鐵的廢硫酸和鈦，鈦返回鈦白粉洗滌工段，漂洗干凈后鹽處理煅燒及后處理得到鈦白粉；廢硫酸進(jìn)入下一步配酸。B、配酸將回收鈦后的廢酸與濃硫酸在混酸槽中按照質(zhì)量配比為1. 2 4:1，混合均勻，得到混酸；
C、結(jié)晶在混酸槽中，對混酸逐步進(jìn)行梯度降溫、結(jié)晶、熟化；
D、過濾當(dāng)混酸溫度降至6(T65°C，將混酸打入壓濾機(jī)，進(jìn)行固液分離，得到濃縮硫酸和亞鐵渣。 廢酸與濃硫酸混合的比例，取決于配酸濃縮的濃度要求和除雜效果。根據(jù)

圖1，硫酸亞鐵在硫酸中的溶解度曲線圖，要盡可能除掉廢酸中的亞鐵雜質(zhì)，硫酸濃度應(yīng)控制在45%以上，但是混酸濃度太高，粘度大，不利于固液分離。因此，本工藝混酸的質(zhì)量配比優(yōu)選為1.2 4:1，既保證了除雜效果又有利于固液分離。作為優(yōu)選所述步驟B中，濃硫酸中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93%以上，控制濃硫酸的濃度，主要是控制濃硫酸的加量，保證混酸后的濃度在45%以上。步驟C中所述梯度降溫的幅度為2 10°C /h，所述熟化的時間7 12h。因為硫酸亞鐵在結(jié)晶的過程經(jīng)歷晶種形成、晶體成長過程，溫度和時間對晶體的成長很重要，申請人通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)降溫梯度在2 1(TC /h，熟化的時間7 12h時，硫酸亞鐵的結(jié)晶效果較好，晶粒長達(dá)到50微米以上，因硫酸亞鐵晶粒更大，便于過濾，硫酸亞鐵中硫酸含量更低。所述步驟D中過濾時的溫度控制在55 70°C。通過綜合考慮過濾的效果和壓濾機(jī)濾布的承受溫度，得到過濾溫度。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于1、本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的依靠天然氣、蒸汽、燃煤熱氣等熱源濃縮鈦白粉廢酸的方法，初步提濃廢酸時利用轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣余熱，將廢酸噴淋與300°c 450°c煅燒尾氣進(jìn)行逆流熱交換，從而蒸發(fā)水分，濃縮廢酸，然后通過絮凝沉降進(jìn)行偏鈦酸回收，可降低廢酸中鈦含量，同時可提聞欽白粉的收率。初步提濃廢酸后，利用廢酸與濃硫酸混合的熱量加熱進(jìn)一步提濃廢酸，達(dá)到同樣的濃縮除雜效果?？纱蟠蠼档蛷U酸濃縮成本65(Γ700元/t，且投資少，具體技術(shù)指標(biāo)見表I。表I廢酸濃縮至55%技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(噸100% H2SO4計)
權(quán)利要求
1.一種利用配酸濃縮凈化鈦白粉廢酸的方法，其特征在于，具體步驟如下 A、回收鈦將鈦白粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸，利用轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣的余熱，將廢酸初步提濃至質(zhì)量濃度為25%-32%，然后進(jìn)行回收鈦操作； B、配酸將回收鈦后的廢酸與濃硫酸在混酸槽中按照質(zhì)量配比為1.2-4:1，混合均勻，得到混酸； C、結(jié)晶在混酸槽中，對混酸逐步進(jìn)行梯度降溫、結(jié)晶、熟化； D、過濾當(dāng)混酸溫度降至60-65°C，將混酸打入壓濾機(jī)，進(jìn)行固液分離，得到濃縮硫酸和亞鐵渣。
2.如權(quán)利要求1所述的濃縮凈化鈦白粉廢酸的方法，其特征在于，所述步驟B中濃硫酸的硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93%以上。
3.如權(quán)利要求1所述的濃縮凈化鈦白粉廢酸的方法，其特征在于，步驟C中所述梯度降溫的幅度為2-10°C /h，所述熟化的時間7-12h。
4.如權(quán)利要求1所述的濃縮凈化鈦白粉廢酸的方法，其特征在于，所述步驟D中過濾時的溫度控制在55-70°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用配酸濃縮凈化鈦白粉廢酸的方法，其具體步驟為，回收鈦將鈦白粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸，利用轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣的余熱，初步提濃硫酸至質(zhì)量濃度為25%~32%，然后進(jìn)行鈦回收；配酸將回收鈦后的廢酸與濃硫酸在混酸槽中按照質(zhì)量配比為1.2~4:1，混合均勻，得到混酸；結(jié)晶在混酸槽中，對混酸逐步進(jìn)行梯度降溫、結(jié)晶、熟化、過濾當(dāng)混酸溫度降至60~65℃，將混酸打入壓濾機(jī)，進(jìn)行固液分離，得到濃縮硫酸和亞鐵渣，本發(fā)明改變了傳統(tǒng)的依靠天然氣、蒸汽、燃煤熱氣等熱源濃縮鈦白粉廢酸的方法，不需要消耗大量的能源，可降低廢酸濃縮成本，而且廢酸的回收率高。
文檔編號C01G23/047GK103011272SQ20121054040
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者林發(fā)蓉, 文軍, 蔡平雄, 曾小林, 朱全芳 申請人:四川龍蟒鈦業(yè)股份有限公司