[發明專利]硫酸法鈦白廢酸的綜合利用方法

無效

• 申請號: 201010159990.5
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN101824542A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 路瑞芳;杜劍橋;唐勇
• 申請（專利權）人: 鐘超;何繼民;王曉剛;周紅偉
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C02F1/66;C25C1/16;C22B15/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 武森濤

技術領域

本發明涉及硫酸法鈦白廢酸的綜合利用方法，屬于廢酸處理領域。

背景技術

硫酸法是生產鈦白的主要方法之一，具有對礦要求低、操作簡單、投資少等優點。我國98％以上鈦白均由該法生產。但硫酸法存在較大的環保壓力，尤其是廢酸處理，平均每生產1噸鈦則白會產生5～7噸硫酸質量濃度為20％左右的廢酸。

目前，國內外對鈦白粉廢酸的處理主要有如下三種方法：

擴散滲析法，即利用擴散滲析器對廢酸進行分離，產生滲析液和滲透液，滲析液中含有15％左右的硫酸亞鐵和5％左右的硫酸，滲透液中含有10％左右的硫酸和5％左右的硫酸亞鐵。該方法主要存在滲析液和滲透液中均含有硫酸和硫酸亞鐵的不足，滲透液利用度較低。

濃縮處理回用法，即利用水蒸氣對廢酸進行加熱蒸發，去除廢酸中的水分，冷卻后進行濃縮結晶，固液分離后，濃縮液返回原工藝回用。該方法主要存在能源消耗大和處理成本高的不足，鈦白廢酸的濃縮處理成本約為1000元/噸·鈦白廢酸。

石灰中和法，即采用石灰石對廢酸進行中和，然后沉淀進行泥水分離。該方法主要存在將產生大量固體廢棄物的不足，固體廢棄物主要為硫酸鈣和石灰石的殘渣。石灰石中和法處理鈦白廢酸的成本也較高，約為800元/噸·鈦白廢酸。

由于鈦白粉廢酸處理成本過高，提高了鈦白生產企業的運行成本，本領域目前迫切需求一種成本更低的處理鈦白廢酸的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述不足提供一種成本更低的硫酸法鈦白廢酸的綜合利用方法。

本發明硫酸法鈦白廢酸的綜合利用方法為：采用含有氧化銅或氧化鋅的礦石中和鈦白廢酸(鈦白廢酸中的硫酸的質量含量為8.2％～23.0％)，過濾得到硫酸銅和硫酸鋅溶液；用鐵粉還原硫酸銅制備海綿銅，硫酸鋅電解制得金屬鋅，制備海綿銅所得廢液或硫酸鋅電解后的廢液用石灰(即石灰石或生石灰)中和處理后達標排放。

其中，為了使中和反應速度更快，使礦石反應更徹底，上述的含有氧化銅或氧化鋅的礦石在中和鈦白廢酸前還經過細磨(采用常規磨礦方法細磨礦石即可)，細磨至過200目的篩上物的質量含量≤10％。

其中，如果中和鈦白廢酸所用礦石中的能與硫酸發生化學反應的氧化物(礦石中除氧化銅、氧化鋅外，還可能含有氧化鈣、氧化鋁等氧化物)的總質量含量過低，則需要消耗大量的礦石，且還會產生大量殘渣。為了盡可能的減少礦石用量并降低殘渣量，同時還要降低處理成本，上述含有氧化銅或氧化鋅的礦石中能與硫酸發生化學反應的氧化物的總質量含量優選≥45％。

進一步的，中和鈦白廢酸時，如果礦石加入過多，則會浪費礦石，增加礦石消耗，提高處理成本；如果礦石加入加入過少，則難以達到中和目的。上述含有氧化銅的礦石與鈦白廢酸的固液比m/v(質量比體積)優選為1∶4～10；上述含有氧化鋅的礦石與鈦白廢酸的固液比m/v優選為1∶6～10。

進一步的，中和鈦白廢酸時，如果反應溫度過低則會降低反應速度，降低處理鈦白廢酸的效率；如果反應溫度過高，則會增加能耗，提高處理鈦白廢酸的成本。本發明方法中和鈦白廢酸的反應溫度優選為室溫～60℃，在此溫度下，中和反應時間為2.0～6.5h即可達到中和目的。

其中，上述制備海綿銅時所用鐵粉與硫酸銅溶液中銅的質量比優選為9∶8，所用鐵粉中的Fe含量優選為≥60％。

本發明方法工藝步驟簡單，所需投資少，處理鈦白廢酸能力較強，平均1噸銅礦和鋅礦分別可消耗硫酸質量濃度為20％的鈦白廢酸1.55～2.00噸和1.8～2.50噸。本發明方法不需要另外消耗水、酸等資源，而且處理每噸質量濃度為20％鈦白廢酸所得殘渣量相比石灰中和法少6.3％～27.1％，緩解了殘渣存放壓力。本發明方法還能生產海綿銅和金屬鋅等經濟價值較高的產品，進一步降低了處理鈦白廢酸的成本(本發明方法處理鈦白廢酸的成本約為540元/噸·鈦白廢酸)。本發明方法為鈦白廢酸的處理提供了一種新的途徑，具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明的具體實施方式做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。

實施例1

氧化銅礦磨至200目，在攪拌條件下加入硫酸質量濃度為8.20％的鈦白廢酸2000ml，常溫反應6.5h，所得漿料過濾，濾液用鐵粉還原得品位為83％的海綿銅，全流程銅收率為82.14％，200g礦粉凈耗硫酸質量濃度為8.20％的鈦白廢酸1.046L，殘渣濾餅260g。經計算，本發明方法處理鈦白廢酸的成本為570元/噸·鈦白廢酸。