氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須的工藝的制作方法
【專利摘要】一種氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須的工藝，將氯化法鈦白含氯根的廢水和含硫酸鈉的廢水分別經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，混合進(jìn)行反應(yīng)，攪拌，加熱，加硫酸調(diào)節(jié)pH值；同時加入氯化鎂作助長劑，放到結(jié)晶罐中陳化、結(jié)晶得到硫酸鈣晶體，過濾，加入H2SO4中緩沖加熱至沸，熱過濾并同時用去離子水洗滌，得到硫酸鈣晶須，送入流化床干燥器中烘干脫水，包裝即得到無水硫酸鈣晶須。工藝簡單，成本低廉，可以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，做到廢水綜合利用。
【專利說明】氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須的工藝，特別涉及一種氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須同時回收工業(yè)氯化鈉的聯(lián)產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]硫酸鈣晶須具有優(yōu)良的力學(xué)性能、良好的相容性、優(yōu)良的平滑性、再生性能好的特點，主要應(yīng)用于造紙、復(fù)合材料的增加組元、摩擦材料、環(huán)境工程過濾、浙青改性以及提高涂料和油漆的附著力、耐溫性及絕緣性上。目前，硫酸鈣晶須的生產(chǎn)方法是以石膏為原材料，通過人為控制以單晶形式生長的，具有均勻的橫截面、完整的外形、完善的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的纖維狀(須狀)單晶體。
[0003]氯化法鈦白是世界上最先進(jìn)的鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)，氯化法鈦白產(chǎn)品檔次高、三廢少、對環(huán)境友好，是國內(nèi)鼓勵發(fā)展的鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)。但是在氯化法鈦白生產(chǎn)工藝過程中由富鈦料生產(chǎn)四氯化鈦產(chǎn)出氯化渣，主要含有？6(:12、？6(:1341(:13工&(:12、111(:12等氯化物，需要進(jìn)行無害化處理。通常在無害化處理時將氯化渣用水沖溶，加石灰中和至堿性，壓濾，其濾渣成分為Fe (OH) 3、Mn (OH) 2、Mg (OH) 2、A1 (OH) 3等工業(yè)廢物，被堆于渣場或作水泥原料。其堿性濾液主要含有CaCl2、NaCl等可溶性氯化物。該高氯根的廢水國外氯化法鈦白企業(yè)建設(shè)在海邊被直接排放到海水中或國內(nèi)注入?yún)^(qū)域工業(yè)廢水和城市污水經(jīng)過二次凈化處理使Cl—達(dá)標(biāo)排放；有的甚至把氯化渣沖溶的酸性水用液堿中和、固液分離后，濾液蒸發(fā)結(jié)晶以氯化鈉的形式回收氯根。然而這種去除廢水中的氯根的工藝技術(shù)可行，但缺乏經(jīng)濟(jì)性難以實施。美國杜邦公司研究出一種將氯化渣沖溶，酸性沖渣水不中和直接灌注到2000m地下具有封閉結(jié)構(gòu)的巖石層中的處理技術(shù)，也逐漸被當(dāng)?shù)胤裾J(rèn)。至今氯化法鈦白含氯根廢水沒有經(jīng)濟(jì)可行、有經(jīng)濟(jì)效益的處理技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝簡單、成本低廉、有經(jīng)濟(jì)效益、對環(huán)境友好、可工業(yè)化生產(chǎn)的氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須的工藝。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須的工藝，其具體步驟如下:
①、將氯化法鈦白含氯根的廢水經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，使廢水中Ca2+的含量≥50g/L, CF的含量≥100g/L, XFe的含量≤20ppm, Pb2+、Bi3+、Cd2+的含量≤5ppm，儲存?zhèn)溆?
②、將含硫酸鈉的廢水經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，使廢水中S042_的含量≥50g/L,SFe的含量< 20ppm，Cr6+的含量< 5ppm，儲存?zhèn)溆茫换蛴迷鞣叟渲瞥蒘042_濃度為50g/L~200g/L的溶液備用；
③、按照步驟①得到的溶液中Ca2+與步驟②得到的溶液中S042_摩爾比1:1~1:1.5將步驟①和步驟②溶液混合進(jìn)行反應(yīng)，攪拌，加熱至60°C~10(TC，加硫酸調(diào)節(jié)至pH=2~5 ；同時加入氯化鎂作助長劑，所述氯化鎂的加入量為產(chǎn)物硫酸鈣理論重量的3%，反應(yīng)時間為20min ~60min ；
④、放到結(jié)晶罐中陳化、結(jié)晶4h~6h，得到硫酸鈣晶體；
⑤、將硫酸鈣晶體進(jìn)行真空過濾或離心過濾，硫酸鈣晶體收集在容器中并加入濃度lmol/L的H2SO4中緩沖控制pH為2~5加熱至沸，熱過濾并同時用去離子水洗滌，所述去離子水的用量為硫酸鈣晶體重量I倍~5倍，過濾得到硫酸鈣晶須；
⑥、將晶須送入流化床干燥器中在60°C~200°C下，烘干脫水，包裝即得到無水硫酸鈣晶須；
⑦、步驟⑤過濾后得到的酸性母液加NaOH中和至pH=6.5~7，加鹽析劑氯化鎂進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl，所述鹽析劑氯化鎂的加入量占酸性母液質(zhì)量的20%~40% ；
⑧、步驟⑦中結(jié)晶工業(yè)NaCl得到的含氯化鎂的中性母液返回步驟⑦繼續(xù)進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl，中性母液中S042_的富集量≥50g/L時，返回步驟③代替部分步驟②溶液中的硫酸鈉和助長劑氯化鎂，循環(huán)制取硫酸鈣晶體。
[0006]所述含硫酸鈉的廢水為生產(chǎn)五氧化二釩含有Na2SO4的廢水，或用生產(chǎn)紅礬鈉的副產(chǎn)品芒硝，或生產(chǎn)海波含有Na2SO4的廢液經(jīng)過處理凈化替代。
[0007]步驟⑤過濾后得到的酸性母液還可以返回步驟③用于代替硫酸調(diào)節(jié)溶液pH值。
[0008]所述氯化法鈦白含氯根的廢水是氯化法鈦白含有氯化鈣為主要成分的廢水。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
工藝簡 單，成本低廉，利用氯化法鈦白含氯化鈣的廢水與生產(chǎn)五氧化二釩含硫酸鈉的廢水，生產(chǎn)出具有經(jīng)濟(jì)效益的硫酸鈉晶須；將硫酸鈣晶須結(jié)晶酸性母液用堿中和，鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl，實現(xiàn)閉路循環(huán)；可以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，做到廢水綜合利用，資源化回收利用有價成分。解決了氯化法鈦白含氯根廢水處理的難題，進(jìn)一步提高氯化法鈦白清潔生產(chǎn)水平，與環(huán)境更友好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0011]實施例1
①、將氯化法鈦白含氯化鈣的廢水(主要為氯化鈣、氯化鈉)經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，使廢水中Ca2+的含量≥50g/L, CF的含量≥100g/L, XFe的含量≥20ppm, Pb2+、Bi3+、Cd2+的含量≥5ppm，儲存?zhèn)溆茫?br> ②、將生產(chǎn)五氧化二釩含有Na2SO4的廢水經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，使廢水中S042_的含量≥50g/L, XFe的含量≥20ppm, Cr6+的含量≥5ppm，儲存?zhèn)溆茫?br> ③、按照步驟①得到的溶液中Ca2+與步驟②得到的溶液中S042_摩爾比1:1.5將步驟①和步驟②溶液混合進(jìn)行反應(yīng)，攪拌，加熱至80°C，加硫酸調(diào)節(jié)至pH=4 ;同時加入氯化鎂作助長劑，所述氯化鎂的加入量為產(chǎn)物硫酸鈣理論重量的3%，反應(yīng)時間為30min ；
④、放到結(jié)晶罐中陳化、結(jié)晶5h，得到硫酸鈣晶體；
⑤、將硫酸鈣晶體進(jìn)行真空過濾或離心過濾，硫酸鈣晶體收集在容器中并加入濃度lmol/L的H2SO4中緩沖控制pH為4加熱至沸，熱過濾并同時用去離子水洗滌，所述去離子水的用量為硫酸鈣晶體重量4倍，過濾得到硫酸鈣晶須；
⑥、將晶須送入流化床干燥器中在60°C下，烘干脫水，包裝即得到無水硫酸鈣晶須；經(jīng)檢測，無水硫酸鈣晶須的長徑比10~200，CaSO4含量≥98%，白度≥98%，松散密度為≤0.6g/cm3 ；
⑦、步驟⑤過濾后得到的母液加NaOH中和至pH=6.5，加入量占酸性母液質(zhì)量30%的鹽析劑氯化鎂進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl ；
⑧、步驟⑦中結(jié)晶工業(yè)NaCl含氯化鎂的中性母液返回步驟⑦繼續(xù)進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl。當(dāng)中性母液中S042_的富集量≥50g/L時，返回步驟③代替部分步驟②得到的溶液和助長劑氯化鎂制取硫酸鈣晶體。
[0012]實施例2
①、將氯化法鈦白含氯化鈣的廢水(主要為氯化鈣、氯化鈉)經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，使廢水中Ca2+的含量≥50g/L, CF的含量≥100g/L, XFe的含量≤20ppm, Pb2+、Bi3+、Cd2+的含量≤5ppm，儲存?zhèn)溆茫?br> ②、將生產(chǎn)紅礬鈉的副產(chǎn)品芒硝溶解于五氧化二釩廢水中，沉清、凈化、Cr6+還原生成氫氧化鉻過濾后，使廢水中S042_的含量≥100g/L, XFe的含量≤20ppm, Cr6+的含量≤5ppm，儲存?zhèn)溆茫?br> ③、按照步驟①得到的溶液中Ca2+與步驟②得到的溶液中S042_摩爾比1:1.15將步驟①和步驟②溶液混合進(jìn)行反應(yīng)，攪拌，加熱至60°C，加硫酸調(diào)節(jié)至pH=2 ;同時加入氯化鎂作助長劑，所述氯化鎂的加入量為產(chǎn)物硫酸鈣理論重量的3%，反應(yīng)時間為20min ；
④、放到結(jié)晶罐中陳化、結(jié)晶4h，得到硫酸鈣晶體；
⑤、將硫酸鈣晶體進(jìn)行真空過濾或離心過濾，硫酸鈣晶體收集在容器中并加入濃度lmol/L的H2SO4中緩沖控制pH為2加熱至沸，熱過濾并同時用去離子水洗滌，所述去離子水的用量為硫酸鈣晶體重量I倍，過濾得到硫酸鈣晶須；
⑥、將晶須送入流化床干燥器中在200°C，烘干脫水，包裝即得到無水硫酸鈣晶須；
⑦、步驟⑤過濾后得到的母液加NaOH中和至pH=7，加入量占酸性母液質(zhì)量40%的鹽析劑氯化鎂進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl ;經(jīng)檢測，無水硫酸鈣晶須的長徑比10~200，CaSO4含量≥98%，白度≥98%，松散密度為≤0.5g/cm3;
⑧、步驟⑦中結(jié)晶工業(yè)NaCl含氯化鎂的中性母液返回步驟⑦繼續(xù)進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl，中性母液中S042_的富集量≥50g/L時，返回步驟③代替部分含步驟②得到的溶液和助長劑氯化鎂制取硫酸鈣晶體。
[0013]實施例3
①、將氯化法鈦白含氯化鈣的廢水(主要為氯化鈣、氯化鈉)經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，使廢水中Ca2+的含量≥50g/L, CF的含量≥100g/L, XFe的含量≤20ppm, Pb2+、Bi3+、Cd2+的含量≤5ppm，儲存?zhèn)溆茫?br> ②、將生產(chǎn)海波的沉降底流廢液含有主量Na2SO4、其余Na2S203、Na2SO3，先將S203_2、S03_2氧化成S042_后，經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，使廢水中S042_的含量≥200g/L, XFe的含量≤20ppm, Cr6+的含量≤ 5ppm，儲存?zhèn)溆茫?br> ③、按照步驟①得到的溶液中Ca2+與步驟②得到的溶液中S042_摩爾比1:1.25將步驟①和步驟②溶液混合進(jìn)行反應(yīng)，攪拌，加熱至100°C，加硫酸調(diào)節(jié)至pH=5 ;同時加入氯化鎂作助長劑，所述氯化鎂的加入量為產(chǎn)物硫酸鈣理論重量的3%，反應(yīng)時間為60min ；
④、放到結(jié)晶罐中陳化、結(jié)晶5h，得到硫酸鈣晶體；
⑤、將硫酸鈣晶體進(jìn)行真空過濾或離心過濾，硫酸鈣晶體收集在容器中并加入濃度lmol/L的H2SO4中緩沖控制pH為5加熱至沸，熱過濾并同時用去離子水洗滌，所述去離子水的用量為硫酸鈣晶體重量3倍，過濾得到硫酸鈣晶須；
⑥、將晶須送入流化床干燥器中在200°C下，烘干脫水，包裝即得到無水硫酸鈣晶須；
⑦、步驟⑤過濾后得到的母液加NaOH中和至pH=7，加入量占酸性母液質(zhì)量30%的鹽析劑氯化鎂進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl ;經(jīng)檢測，無水硫酸鈣晶須的長徑比10~200，CaSO4含量>98%，白度>98%，松散密度為<0.58/0113;
⑧、步驟⑦中結(jié)晶工業(yè)NaCl時含氯化鎂的中性母液返回步驟⑦繼續(xù)進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl ;中性母液中S042_的富集量> 50g/L時，返回步驟③代替部分含步驟②得到的溶液和助長劑氯化鎂制取硫酸鈣晶體。
[0014]實施例4
①、將氯化法鈦白含氯化鈣的廢水(主要為氯化鈣、氯化鈉)經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，使廢水中Ca2+的含量≥50g/l, CF的含量≥100g/L, XFe的含量≥20ppm, Pb2+、Bi3+、Cd2+的含量≤5ppm，儲存?zhèn)溆茫?br> ②、用元明粉配制成S042_濃度為200g/L的硫酸鈉溶液； ③、按照步驟①得到的溶液中Ca2+與步驟②得到的溶液中S042_摩爾比1:1將步驟①和步驟②溶液混合進(jìn)行反應(yīng)，攪拌，加熱至80°C，加硫酸調(diào)節(jié)至pH=3 ;同時加入氯化鎂作助長劑，所述氯化鎂的加入量為產(chǎn)物硫酸鈣理論重量的3%，反應(yīng)時間為40min ；
④、放到結(jié)晶罐中陳化、結(jié)晶5h，得到硫酸鈣晶體；
⑤、將硫酸鈣晶體進(jìn)行真空過濾或離心過濾，硫酸鈣晶體收集在容器中并加入濃度lmol/L的H2SO4中緩沖控制pH為3加熱至沸，熱過濾并同時用去離子水洗滌，所述去離子水的用量為硫酸鈣晶體重量2倍，過濾得到硫酸鈣晶須；
⑥、將晶須送入流化床干燥器中在160°C下，烘干脫水，包裝即得到無水硫酸鈣晶須；經(jīng)檢測，無水硫酸鈣晶須的長徑比10~200，CaSO4含量>98%，白度>98%，松散密度為(0.5g/cm3 ；
⑦、步驟⑤過濾后得到的母液加NaOH中和至pH=7，加入量占酸性母液質(zhì)量20%的鹽析劑氯化鎂進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl ；
⑧、步驟⑦中結(jié)晶工業(yè)NaCl含氯化鎂的中性母液返回步驟⑦繼續(xù)進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl，中性母液中S042_的富集量> 50g/L時，返回步驟③代替部分含步驟②得到的溶液和助長劑氯化鎂制取硫酸鈣晶體。
[0015]實施例5
實施例1~實施例4的氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須工藝中步驟⑤過濾后得到的酸性母液還可以返回步驟③用于代替硫酸調(diào)節(jié)溶液PH值，其它同實施例1~實施例4。
【權(quán)利要求】
1.一種氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須的工藝，其特征是:具體步驟如下: ①、將氯化法鈦白含氯根的廢水經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，使廢水中Ca2+的含量≤ 50g/L, CF的含量≥100g/L, XFe的含量≤ 20ppm, Pb2+、Bi3+、Cd2+的含量≤ 5ppm，儲存?zhèn)溆? ②、將含硫酸鈉的廢水經(jīng)收集、沉清、凈化、過濾后，使廢水中S042_的含量≥50g/L,SFe的含量< 20ppm，Cr6+的含量< 5ppm，儲存?zhèn)溆?；或用元明粉配制成S042_濃度為50g/L~200g/L的溶液備用； ③、按照步驟①得到的溶液中Ca2+與步驟②得到的溶液中S042_摩爾比1:1~1:1.5將步驟①和步驟②溶液混合進(jìn)行反應(yīng)，攪拌，加熱至60°C~10(TC，加硫酸調(diào)節(jié)至pH=2~5 ；同時加入氯化鎂作助長劑，所述氯化鎂的加入量為產(chǎn)物硫酸鈣理論重量的3%，反應(yīng)時間為20min ~60min ； ④、放到結(jié)晶罐中陳化、結(jié)晶4h~6h，得到硫酸鈣晶體； ⑤、進(jìn)行真空過濾或離心過濾，硫酸鈣晶體收集在容器中并加入濃度lmol/L的H2SO4中緩沖控制pH為2~5加熱至沸，熱過濾并同時用去離子水洗滌，所述去離子水的用量為硫酸鈣晶體重量I倍~5倍，過濾得到硫酸鈣晶須； ⑥、將晶須送入流化床干燥器中在60°C~200°C下，烘干脫水，包裝即得到無水硫酸鈣晶須； ⑦、步驟⑤過濾后得到的酸性母液加NaOH中和至pH=6.5~7，加鹽析劑氯化鎂進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl，所述鹽析劑氯化鎂的加入量占酸性母液質(zhì)量的20%~40% ； ⑧、步驟⑦中結(jié)晶工業(yè)NaCl得到的含氯化鎂的中性母液返回步驟⑦繼續(xù)進(jìn)行鹽析蒸發(fā)結(jié)晶工業(yè)NaCl，中性母液中S042_的富集量≥50g/L時，返回步驟③代替部分步驟②溶液中的硫酸鈉和助長劑氯化鎂，循環(huán)制取硫酸鈣晶體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須的工藝，其特征是:所述含硫酸鈉的廢水為生產(chǎn)五氧化二釩含有Na2SO4的廢水，或用生產(chǎn)紅礬鈉的副產(chǎn)品芒硝，或生產(chǎn)海波含有Na2SO4的廢液經(jīng)過處理凈化替代。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須的工藝，其特征是:步驟⑤過濾后得到的酸性母液還可以返回步驟③用于代替硫酸調(diào)節(jié)溶液pH值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化法鈦白含氯根廢水生產(chǎn)硫酸鈣晶須的工藝，其特征是:所述氯化法鈦白含氯根的廢水是氯化法鈦白含有氯化鈣為主要成分的廢水。
【文檔編號】C30B7/14GK103834989SQ201410061397
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】齊牧, 崔傳海, 劉長河, 韓艷芝, 任彤, 郭一冰, 楊洪巖, 崔小莉, 李繼奎 申請人:錦州鈦業(yè)有限公司