[發明專利]利用鈦白粉焙燒爐廢熱濃縮廢硫酸的方法

有效

• 申請號: 201210437254.0
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN102910594A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 黃正源
• 申請（專利權）人: 黃正源
• 主分類號: C01B17/88
• 分類號: C01B17/88;C01G49/14;C01G45/10;C01F5/40;C01D5/18
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 翁建華

技術領域

本發明涉及一種利用鈦白粉焙燒爐廢熱濃縮廢硫酸的方法。

背景技術

硫酸法生產鈦白粉具有原料來源充足、成本低等優點，但每生產一噸鈦白粉將產生大約為含硫酸20％左右的廢酸6～8噸，此廢酸如不加以回收利用，勢必造成大量寶貴資源的浪費，處理不當也會對環境造成二次污染和傷害。

目前，鈦白粉廢硫酸的處理方法主要有以下幾種：

①直接返回生產線用于稀釋濃硫酸。優點在于直接回用，不需要增加太多的處理和輸送設備，但由于廢酸的排量非常大，而濃硫酸由98左右或者105％硫酸稀釋到酸解工序所需濃度的需要量不大，而且廢酸內含硫酸亞鐵等無機鹽對后續工序存在影響，剩余的大量廢酸仍然需要采用其他措施處理后才能排放，工廠環保處理壓力大。

②石灰中和法，即采用石灰、電石渣（主要含石灰）中和處理，然后進行沉淀分離。這種處理方式往往需要加進絮凝劑和助沉劑，以促進固液分離和水體澄清，同時產生大量二次廢渣工業石膏，且廢酸中的硫酸、鈦酸、硫酸氧鈦和硫酸亞鐵等未能回收；分離出的水分呈微堿性，含有大量石膏等微溶性無機鹽，易于在設備表面結垢，不能回收應用于生產線，造成二次污水；且此法設備運行費用巨大，企業難以承受。

③應用到其他非鈦白粉生產部門。已有大量應用此法的報道。但由于廢酸里面含有大量硫酸亞鐵、硫酸氧鈦、鈦酸等，不免會影響到應用部門的產品質量。其次，工廠設備大量增加、設備管理難度加大、二次環保等問題也要考慮。再次，應用于生產硫酸錳、硫酸鎂、磷肥等時，由于錳礦、鎂礦、磷礦等與鈦礦不同源，設備不配套，技術上不具普適性。

④廢酸再生。在1000℃左右溫度下硫酸分解出來的二氧化硫氣體，經凈化、轉化、吸收等工序,制成濃硫酸和發煙硫酸。已見報道的WSA(濕法硫酸)工藝和焙燒法都存在流程長、工藝復雜，運行成本高的問題。

⑤采用多效蒸發濃縮法回收廢硫酸。中國專利“鈦白粉生產過程中產生的廢硫酸、廢氣的回收方法”（CN1608716）、“硫酸法鈦白粉生產中廢硫酸濃縮回收利用的工業化方法”??（CN1724339）、“一種去除鈦白廢酸中亞鐵及其它金屬鹽的方法”??（CN101157447A）都采用三段濃縮、兩次固液分離的方法回收鈦白稀廢酸。這些方法不足之處在于：1)在一段濃縮中使用轉窯尾氣，只注重了熱的利用，而忽略了尾氣中鈦白粉的經濟價值；2)從轉窯尾氣中帶出的鈦白粉粉塵，在酸中有一定的溶解能力，加上未水解殘留在酸中的硫酸氧鈦，不僅造成酸的粘度增大，而且給后續蒸發濃縮帶來更大的麻煩；3)在二段濃縮中采用的圓塊式石墨換熱器，結構形式不利于含有結垢物質和大量固相析出物的鈦白廢酸的換熱，結垢的清理相對頻繁，既耗資又耗時；4)在三段濃縮中采用碳化硅蒸發器，將已濃縮至70％的廢酸進一步加熱濃縮至80％，不僅設備投資大、工藝的降溫升溫能耗大。為解決上述問題，中國專利申請“防止鈦白廢硫酸濃縮的一效加熱設備結垢方法及專用裝置”（CN102320580A）增加了工藝流程，使其操作更加復雜化。

中國專利??“硫酸法生產鈦白粉過程中稀硫酸的濃縮除雜方法”（CN101214931A）雖然對中國專利申請“一種稀硫酸濃縮除雜生產方法”（CN1376633）進行了修正，加大石墨列管換熱器的管徑，以利于對垢層清理再生，但仍然未能徹底解決結垢及阻止傳熱問題，且設備及其配件未能全部國產化；每噸濃縮成品硫酸要消耗蒸汽2.0～2.4t（硫酸法鈦白廢酸濃縮技術研究現狀及發展方向[J]，無機鹽工業，2008,40（8）：1～3）

此外，在已有中國專利申請中，多有提及窯尾和窯頭廢熱的應用，但對窯頭出料時700～900℃高溫的鈦白粉帶出的熱能的利用卻未見有文獻報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種簡化工藝、縮短流程、節能降耗、減少設備、降低投資的利用鈦白粉焙燒爐廢熱濃縮廢硫酸的方法。

本發明以如下技術方案解決上述技術問題：