[發明專利]一種鈦白廢酸用于生產磷酸的方法

無效

• 申請號: 201010113473.4
• 申請日: 2010-02-21
• 公開（公告）號: CN101774557A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 董澤友
• 申請（專利權）人: 安徽安納達鈦業股份有限公司
• 主分類號: C01B25/222
• 分類號: C01B25/222
• 代理公司: 銅陵市天成專利事務所 34105
• 代理人: 程霏

技術領域

本發明涉及一種鈦白廢酸的綜合處理方法，具體地說是一種鈦白廢酸用于生產濕法磷酸的方法。

背景技術

鈦白粉的工業生產有硫酸法和氯化法兩種工藝方法。硫酸法歷史悠久，工藝成熟，對鈦原料適應性強，而且能生產銳鈦型和金紅石型兩種產品，但也存在流程長，能耗高，三廢排放量大的缺點，其中尤其是廢酸。采用硫酸法生產鈦白粉，每生產1噸鈦白粉大約產生濃度為20％左右的廢酸6～8t。如此多的廢酸，除了約20％返回用于鈦白粉酸解工序的稀釋水和浸出水外，如何消化處理其余80％的廢酸，是硫酸法鈦白企業生存和發展的關鍵。目前比較經濟的做法，就是將鈦白廢酸濃縮，使硫酸亞鐵等雜質從廢酸中結晶析出，從而大大降低廢酸中的鐵含量，實現在鈦白裝置中循環使用或者綜合利用用來生產普鈣、磷酸、工業硫酸鹽等。廢酸濃縮一般采用浸沒燃燒和真空濃縮的方法，浸沒燃燒是把在燃燒室產生的高溫氣體直接噴入廢酸中，使廢酸中的水分蒸發而起到濃縮廢酸的作用，由于硫酸濃度的提高使溶解于廢酸中的硫酸亞鐵析出。但該法濃縮后的濃度不高，而且設備腐蝕很厲害。CN1376635公開了一種用硫酸法生產鈦白粉的副產硫酸用于生產濕法磷酸的生產方法，它首先將稀硫酸與高溫熱氣體逆流接觸進行瞬間蒸發濃縮，在稀酸中含有的雜質化合物隨溫度和酸濃度的升高而沉淀析出，冷卻結晶分離雜質后和濃硫酸配成一定濃度再用于生產濕法磷酸。該方法的關鍵之處也在于廢酸濃縮，它不僅投資大，運行費用高，而且對設備材質的要求非常嚴格，難以滿足工業化生產的需要。真空蒸發濃縮可以根據其蒸發強度、濃縮級數，分別把20％左右的廢酸濃縮至40％、50％、70％甚至90％以上。德國拜爾公司是采用此方法，在多效降膜蒸發器和強制循環濃縮器中，以蒸汽為熱源分段將廢酸濃縮到70～80％，但二段濃縮以后七水硫酸亞鐵脫水生成的一水硫酸亞鐵嚴重堵塞蒸發器的列管。所以這種方法也很難實現廢酸濃縮裝置的連續穩定運行，一般有把握的只能提濃到30～40％，而且裝置投資大，工藝流程復雜，運行費用高。ZL03125193.5提供了一種用鈦白廢酸生產普鈣的方法，它很好地結合普鈣生產條件，采用二次配酸工藝，避免了廢酸濃縮帶來的一系列難題，很好地解決了廢酸中的硫酸業鐵對普鈣生產的影響，具有投資省，操作簡便，運行費用低的優點。但具體到濕法磷酸的生產，因為它對反應酸濃以及酸溫的要求不同，所以工藝路線要進行改進，工藝指標需要進一步調整。

發明內容

本發明正是在ZL03125193.5基礎上的改進和創新，結合了濕法磷酸生產對酸濃酸溫的要求，提供了一種鈦白廢酸用于濕法磷酸生產的方法，完全能夠滿足工業化生產的需要。

實現本發明目的的具體技術方案是：鈦白廢酸與與濃硫酸經一次配酸得到的一次配制酸按比例配制成二次酸，進入濃密機，此時析出的固體硫酸亞鐵經增稠后進入離心機或壓濾機進行液固分離，濾餅即固體硫酸業鐵作為氧化鐵黑的生產原料，濾液返回濃密機，較澄消的酸液經濃密機溢流口進入稀酸儲罐，再送入配酸器與濃硫酸混配成一次配制酸，通過石墨換熱器移走熱量后，一部分再與鈦白廢酸配成二次配制酸，另一部分送往濕法磷酸生產使用。具體包括以下步驟：

(1)、將鈦白廢酸與濃硫酸經一次配酸得到的部分一次配制酸按一定比例二次配酸；

(2)、將得到的二次配制酸在濃密機中進行沉降分離；

(3)、濃密機底流渣酸經過固液分離設備除去硫酸亞鐵等固體沉降物，得到的凈化酸繼續返回濃密機；

(4)、澄清的二次配制酸液經濃密機溢流口進入稀酸儲罐，再與濃硫酸按一定比例進行一次配酸；

(5)、將得到的部分一次配制酸送往濕法磷酸生產使用。

其中，步驟(1)所述的鈦白廢酸最好是經過了預濃縮，因為可以降低新鮮濃硫酸用量；特別是經過鈦白粉煅燒窯窯尾余熱預濃縮后，廢酸濃度可以達到30％左右，新鮮濃硫酸用量可以降低一倍以上，本發明的經濟性和適用性更為突出。

步驟(2)所述的二次配制酸酸濃最好控制在65～70％，因為在55℃硫酸濃度提高到64％時，硫酸業鐵的溶解度僅0.6％，這時候廢酸中硫酸亞鐵的含量已經不足以對濕法磷酸的生產產生影響。另外，為提高濃密機的效果，可以加入適量的聚丙烯酰胺等絮凝劑幫助沉降。

步驟(3)所述的固液分離設備為離心機或壓濾機。

步驟(5)所述的一次配制酸酸濃控制在80～90％，最好85～90％，這是基于濕法磷酸生產對酸濃、酸溫的要求，同時兼顧了配酸工藝流程的順暢。

附圖為本發明的工藝流程圖。

下面結合附圖對本發明作詳細描述：

鈦白廢酸與來自一次配制酸儲槽6的一次配制酸在配酸器1中按比例配制成二次酸，進入濃密機2，此時析出的固體硫酸亞鐵等固體雜質經增稠沉降后進入離心機或壓濾機3進行液固分離，濾餅即固體硫酸亞鐵等固體雜質，濾液返回濃密機2，較澄清的酸液經濃密機2溢流口進入二次配制酸儲槽4，再送入配酸器5與濃硫酸混配成一次配制酸，通過石墨換熱器移走熱量后送入一次配制酸儲槽6，一部分一次配制酸再循環與鈦白廢酸配成二次配制酸，另一部分送往濕法磷酸生產使用。