[發明專利]一種鈦白廢酸高值高效利用的方法

有效

• 申請號: 201110357279.5
• 申請日: 2011-11-13
• 公開（公告）號: CN102515114A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王玉瑞;呂天寶;崔兆杰;劉希崗;武文煥;殷永泉;翟洪軒;廖世洪;高強;鮑樹濤;馬文國;陳金國
• 申請（專利權）人: 山東魯北企業集團總公司
• 主分類號: C01B17/74
• 分類號: C01B17/74;C01B25/26;C04B11/26
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 辛向東

技術領域

?本發明屬于工業廢酸的綜合利用技術領域，尤其涉及一種鈦白廢酸高值高效利用的方法。

背景技術

鈦白粉是當今國內外最重要的化工原料之一，2010年我國鈦白粉年生產能力已突破200萬t。目前生產鈦白粉的方法有硫酸法和氯化法兩種，我國除攀錦鈦業3萬t采用氯化法外，其余均為硫酸法生產。硫酸法具有原料來源充足、工藝成熟、操作簡單、產品品種齊全等優點，但也存在流程長、操作復雜、“三廢”排放多等缺點，尤其是廢酸排放量大。據統計，硫酸法鈦白粉在生產過程中，每生產1t鈦白粉將產生濃度ω(H₂SO₄)20%左右的廢酸6-8t，這種廢酸除含有H₂SO₄外，還含有大量的鐵、鈦等雜質，這些廢酸如果不經處理直接排放，不僅會對環境造成污染，還浪費資源，如果處理方法選擇不當，會大幅度增加生產成本。當前，隨著環保壓力越來越大，產能的進一步提升，解決鈦白廢酸的綜合利用問題勢在必行，如何處理鈦白廢酸，經濟合理地回收其中有價值成份，已成為硫酸法鈦白粉企業的一個重要技術難題，也是困擾環境保護與鈦白工業發展的重大問題。

目前處理廢酸的方法主要采用傳統的濃縮工藝，該工藝雖然解決了鈦白廢酸的綜合利用問題，但整套系統復雜，投資較大，運行能耗高，處理廢酸成本高，因結垢問題需經常停運清理，導致運行周期短。國內鈦白廢酸綜合利用方面已公開的專利很多，主要有“利用鈦白廢酸制取高純度磷酸一銨的方法”（專利號200510121279.X）、“一種用鈦白廢酸生產普鈣的方法”（專利號ZL03125193.5）、“一種鈦白廢酸用于生產磷酸的方法”（申請號201010113473.4）等，但這些專利所生產的產品品種單一，有廢副排放，工藝復雜，均無法實現鈦白廢酸和二次廢副產物中硫、磷、鈦的高效高值，循環利用。

發明內容

本發明提供了一種鈦白廢酸高值高效利用的方法，解決了廢酸混配凈化、凈化酸萃取濕法磷酸、磷酸生產磷酸鹽、副產磷鈦石膏制硫酸和水泥、濾渣摻燒硫鐵礦制硫酸的一系列綜合利用技術問題。

本發明人針對鈦白粉生產所排放的ω(H₂SO₄)20%左右廢酸，依托其磷銨副產磷石膏制硫酸聯產水泥裝置，研究建立了廢酸預處理、與濃硫酸混配、冷卻、熟化、固液分離等工藝流程，得到ω(H₂SO₄)64%左右的凈化酸，用來萃取濕法磷酸，磷酸用來生產磷酸鹽，副產磷鈦石膏用來制硫酸和水泥，濾渣進入硫鐵礦制酸系統進行摻燒制硫酸，并消除了資源化利用過程中副產品對下游產品的影響，實現了鈦白廢酸的高效高值利用，解決了鈦白廢酸和磷鈦石膏污染排放的世界性難題，具有很好的推廣應用前景。

本發明的目的實現包括以下步驟：

（1）廢酸預處理：來自硫酸法鈦白粉生產中的廢酸經澄清后，送入到廢酸預處理槽，按質量TiO₂：H₃PO₄=2：1比例加入磷酸。廢酸預處理加入H₃PO₄的目的是使TiOSO₄生成Ti₃(PO₄)₄沉淀除去Ti⁴⁺。

（2）與濃酸混配：預處理后的廢酸送入混酸槽，與ω(H₂SO₄)98%（或者93%）的濃硫酸在混酸槽中攪拌混合，制得ω(H₂SO₄)64%左右的混酸。此過程放熱，為防止局部沸騰飛濺傷人，控制配酸溫度≤95℃。廢酸與濃硫酸混配濃度為ω(H₂SO₄)64%左右是因為硫酸亞鐵在該濃度溶解度低，可除去Fe²⁺。

（3）冷卻熟化：將得到的ω(H₂SO₄)64%左右混酸經酸冷卻器降溫至≤65℃后，送熟化槽熟化、攪拌冷卻4h。冷卻器為高效的大孔徑豎立式石墨換熱器，可有效防止結垢堵塞；為節約淡水，可以海水為冷卻介質。混酸通過換熱器后溫度顯著降低，有大量固體析出，溫度變化大，沉淀更多，熟化的目的是為形成粗大的結晶沉淀，熟化槽為兩個，壓濾和熟化可更替進行。