硫酸法钛白粉废酸的治理与综合利用

1、硫酸法钛白粉废酸的治理与综合利用一、硫酸法钛白粉生产工艺简述 硫酸法钛白粉生产工艺，以钛铁矿为原料，经酸解，生成可 溶性硫酸氧钛(TiOSO4，再经沉降，真空结晶，亚铁分离，控 制过滤去除不溶性杂质。再经真空浓缩，常压水解制得偏钛酸(H2TiO3),偏钛酸经水洗、漂洗去除残留杂质后，经煅烧脱水 后制得TiO2。再经中间成品粉碎、后处理(包膜)制得高档金 红石型钛白粉。其主要化学反应为：将钛精矿(FeO?TiO2中的TiO2用硫酸分解为可溶性硫酸氧钛( TiOSO4)FeTiO3+3H2SOTi ( SO4 2+FeSO4+3H2OFeTiO3+2H2SOTiOSO4+FeSO4+2H2O钛精矿

2、中的高价铁( Fe3+ 也与硫酸反应，生成硫酸高铁， 为使高价铁还原为二价铁，用铁屑进行还原Fe2O3+3H2SO4Fe2 ( SO4 3+3H2OFe2 (SO4 3+Fe3FeSO4硫酸氧钛水解生成水合二氧化钛 ( TiO2?H2O (又称偏钛酸：H2TiO3Ti ( SO42+H2O TiOSO4+H2SO4TiOSO4+2H2O2TiO3j +H2SO4水合二氧化钛煅烧，脱水脱硫变成二氧化钛(TiO2) TiO2?XSO3?YH2OA TiO2+XSO3+YH20硫酸法金红石型钛白粉的生产有以下工序： 原矿粉碎、 酸解 沉降、亚铁结晶及分离、钛液浓缩、钛液水解、水洗及漂白、盐 处理、偏

3、钛酸煅烧，表面处理及后处理。二、生产废气种类及治理措施1、酸解尾气酸解反应产生的废气(含 H2O H2SO傅、SO2经一级水洗 +两级碱洗喷淋 +文丘里 +电除雾器除去酸雾后， 处理后排放物 到 达大气污染归纳排放规范(GB16297-1996)中二级规范。处理流程为： 钛渣及矿粉在酸解时产生酸解尾气， 首要污染 物为硫酸雾、SO2颗粒物。酸解尾气经一级水洗+两级碱洗喷淋 +文丘里，两级喷淋洗刷、冷凝，然后进入循环水池中进行气水 分离，不凝气体经过排气筒排入大气。 喷淋后的水回来循环池后 一部分循环使用，一部分排入废水处理站。其流程图见图2。2、煅烧尾气偏钛酸煅烧过程中产生的废气首要富含硫酸雾

4、、SO2和粉尘等污染物。 废气必须先经旋风除尘器处理后进入余热锅炉回收热 量，再进入预浓缩塔选用约 20%稀酸喷淋洗刷换热，然后选用脱 硫除雾塔(三级碱喷 +2 级(折板 +填料)除雾)处理后，尾气中 硫酸雾、粉尘、SO2均可以到达大气污染物归纳排放规范(GB16297-1996)中的二级规范和工业窑炉大气污染物排放标准 B9078-1996 中的二级规范。其处理流程为： 煅烧窑尾气经旋风收尘器收尘后进入预浓缩 塔采用约 20%稀酸喷淋换热，经复档除膜器除酸膜后进入榜首级 复喷洗刷器，采用增加碱液将一洗、二洗废水调理pH为9以上后进行复喷洗刷，第二级复喷运用晶种制备工序的碱性废水喷 淋，喷淋后

5、的废水经过 CN过滤回收TiO2后，去污水站。二级复 喷洗刷后的气体经电除雾器处理合格后， 由排气筒排放。 尾气处 理流程见图 3。三、生产废液种类及治理措施1、酸性废水硫酸法钛白粉1t产品排出废水60100m3,酸度约2%含 H2SO4 FeSO4 TiO2,首要来自钛白粉出产线的板框过滤液、水 洗酸性废水、尾气喷淋水、废酸浓缩冷凝液、亚铁车间废水，首 要污染物为酸水、 悬浮物、 硫酸盐、 化学需氧物质、 钛、钒、铜、 镍、铅、铬、铁。酸性废水采用碱中和法处理，废水经管道流入 污水处理站，采用四级中和、二级沉积酸性废水处理技术，在酸 性废水中参加碱性物质中和 H2SO4生成CaSO4?2H2

6、和少数Fe （OH）3 污泥，污泥脱水后构成石膏渣，处理后的排放水到达国 家排放规范后排放或循环运用。 当前，环保部门需求硫酸法钛白 粉生产公司在废水排放口装置流量计， COD、 pH 在线监测设备， 以便于对外排废水实时监控， 防止公司搁置废水处理设备， 废水 偷排、超支排放等环境违法行为。2、废酸回收利用硫酸法制取钛白粉，每生产 1t产品产生浓度为20%-25%勺 稀硫酸为35t，直接处理需求很多石灰石，不仅处理本钱高， 而且极浪费资源， 添加生产成本。 对于废酸可采用废酸浓缩方式 进行回收利用。2.1 废酸浓缩废酸浓缩生产工艺已成熟， 工业上广泛运用勺方法为真空浓 缩技能，其简略技能为：

7、 22%浓度废酸运用煅烧工序尾气余热先 浓缩到 28%，经专用管式过滤器过滤收回 TiO2 后，通过合理匹 配勺两效强行循环蒸气浓缩，将稀硫酸浓缩至65%左右，然后进入熟化槽逗留约36h,将酸温度降至60C左右送压滤机分离一水 亚铁，过滤分离一水硫亚铁，得到浓度约 70%勺浓硫酸，用于钛 精矿酸解工序。 真空废酸浓缩设备对资料耐腐蚀性和传热效率需 求高，制约了该技能勺广泛运用。2.2 综合利用2.2.1 制备硫酸铵将浓、稀废酸混合后用氨水中和，当反应温度到达90 C、pH1.5时分出TiO2?H2Q过滤别离TiO2?H2O后的母液持续中和 到pH8.3，通入CO2气体，使铁以FeCO3的方式沉

8、积分离，母液 经多效蒸腾器蒸腾， 结晶分出硫酸铵产品。 选用钛白废酸液与废 氨水出产硫酸铵， 能够大大下降钛白废酸的处理成本， 使钛白废 酸能够综合使用， 改变传统的钛白废酸处理办法， 符合循环经济、 节约型社会和环保政策的需求。 既能够使用废酸， 又能够综合使 用变废为宝， 不会给环境形成二次污染。 这也是往后综合使用的 方向，并且生产过程能够使用很多的硫酸亚铁，产生氧化铁黑， 充分消化公司的硫酸亚铁副产品，完成副产品的高附加值。2.2.2 制备硫酸锰 在中国锰矿资本相对丰厚的区域建造钛白粉厂， 使用废酸中的FeSO4H2SO複原氧化软锰矿中的 MnO2Mn302而且用H2SO4 溶解软锰矿

9、中的贱价锰，然后浸出生产MnSO，4 既处理了废酸排放的疑问，又降低了 Mn-SO4生产成本，完成资本综合使用。2.2.3 其他方面利用 全国各地钛白粉生产公司使用当地资源优势， 使用废酸生产 多种化工产品，完成废酸综合使用，降低环境污染，完成资源综 合使用，如：石膏和氧化铁颜料、浸取低档次氧化铜矿、聚合硫 酸铁、普通过磷酸钙等。四、废渣的综合利用 目前我国的硫酸法钛白粉工业根本选用钛铁矿为质料， 硫酸 亚铁是出产过程中重要的副产品，依据矿源不一样， 1t 钛白粉 要发生25t硫酸亚铁。硫酸亚铁可出产组成磷酸铁、化肥（铁 肥）土壤改良剂、工业水处理剂、氧化铁红等，完成资本综合利 用。1、硫铁矿

10、制酸掺烧 国内大多数硫铁矿制酸设备有掺烧硫酸亚铁制酸的实践经验，其掺入量可为20%-50%并且对控制炉温有利，可使炉温 下降，还可下降炉气出口的含尘量。但因其混合物的吸湿性，输 送时会在输送机、料斗和溜槽发作阻塞，因而，通常依照30%的份额进行掺烧。2、制备氧化铁系颜料我国每年需求 30 万 t 氧化铁颜料，氧化铁还广泛应用于油 漆、油墨、橡胶等行业中。通过使用钛白副产硫酸亚铁制得氧化 铁红、氧化铁黄、氧化铁黑等，还可以做电子元件所需的高纯磁 性铁氧体材料。 这些都能有效地提高钛白副产硫酸亚铁综合利用 的经济效益。3、还原解毒铬渣铬渣是铬铁矿出产铬酸钠的残渣， 其中仍含铬化合物 3.0%- 4.5%（质量分数，以 Cr203 计，下同），水溶性铬 l%- 2%，酸 溶铬 0.95%- 1.8%，是一种有毒废渣。解毒此废渣必需要复原剂 或者提供复原空气。 硫酸亚铁具有复原性亚铁离子， 将其与铬渣 按必定份额混合，在酸性条件下，Fe2+可将铬渣中的Cr6+复原为Cr3+，使铬渣解毒。解毒后的铬渣可用作水泥添加物或制砖。结束语目前，钛白粉的生产办法主要有硫酸法和氯化法， 硫酸法能 以廉价的钛铁矿