[發明專利]一種廢硫酸溶液的處理方法

有效

• 申請號: 201310529027.5
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN104045063A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 穆宏波;穆天柱;鄧斌;趙三超;閆蓓蕾;朱福興;彭衛星
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C01B17/74
• 分類號: C01B17/74
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 李婉婉;張苗

技術領域

本發明涉及一種廢硫酸溶液的處理方法。

背景技術

鈦白粉是一種優良的白色顏料，目前被廣泛應用于油漆、涂料、造紙、塑料及電焊條等行業。

目前，生產鈦白粉的工藝主要有硫酸法和氯化法，兩種工藝并存，并且產能及產量均十分龐大。然而，這兩種生產工藝都具有一定的環境壓力。對于硫酸法生產工藝來說，生產過程中將產生大量的水解廢酸以及含有七個結晶水的綠礬（FeSO₄·7H₂O）。當以鈦精礦（主要成分為偏鈦酸鐵FeTiO₃，其中二氧化鈦的含量為45-50重量%）為原料時，一般生產1噸鈦白粉將產出3.5-4噸七水綠礬。

綠礬一般用于制備顏料、凈水劑等。由于硫酸法生產鈦白粉的每條生產線的年產量一般都在2-4萬噸，這將產出十多萬噸的七水綠礬，這么大量的綠礬的應用對于世界各國的硫酸法鈦白粉生產者來說，都是一個頭痛的問題。歐洲國家考慮到大量綠礬存在處理困難的問題，因此轉向氯化法生產來避免。此外，采用高鈦渣為原料進行硫酸法生產，亦可避免該問題。

然而，一方面，國內鈦白粉的生產，氯化法才開始起步，工藝不夠成熟；另一方面，由于生產成本的原因，較少采用高鈦渣為原料生產鈦白粉，仍然需要以鈦精礦為原料來生產鈦白粉，因此，副產綠礬的有效利用就是一個需要認真考慮的問題。

目前，綠礬可以用作凈水劑、飼料添加劑、改良鹽堿地等等，但是，這些用途消耗綠礬的量太少，遠遠不能解決大量副產綠礬的利用問題。

CN1994868A公開了一種用硫酸亞鐵生產硫酸和鐵精礦的方法，并具體公開了生產鈦白粉副產七水硫酸亞鐵經加熱（加熱溫度為250-350℃）脫水得無水硫酸亞鐵，該無水硫酸亞鐵在回轉窯中間加熱至700-1000℃，在還原氣氛下分解得到鐵精礦和二氧化硫氣體，二氧化硫氣體用常規的兩轉兩吸工藝制硫酸。采用該方法能夠使鈦白副產硫酸亞鐵中的硫和鐵資源得到同時利用，適合于大規模的生產。然而，上述的用硫酸亞鐵生產硫酸和鐵精礦的方法沒有考慮到綠礬干燥時，脫除結晶水是非常麻煩的。由于七水硫酸亞鐵的熔點低，僅為64℃，在250-350℃下干燥脫水過程中FeSO₄極易溶解在自身的結晶水中，造成干燥設備結垢、粘壁，使得干燥設備的有效利用降低，導致設備失效。

此外，由于采用硫酸法制備鈦白粉副產的廢硫酸溶液產出量太大，并且含有一定量的硫酸亞鐵，使得在其他使用稀硫酸的領域中并不能利用這種廢硫酸溶液。目前，通常采用石灰石中和生成硫酸鈣的方法對這種廢硫酸溶液進行處理。然而，得到的硫酸鈣沒有利用價值而只能堆存，這不僅沒有很好地利用原料，而且還會給環境造成較大的壓力。

發明內容

本發明的目的是為了克服采用現有的方法對采用硫酸法制備鈦白粉副產的廢硫酸溶液進行處理，不僅不能有效利用原料，而且還會給環境造成較大的壓力的缺陷，而提供一種能夠對采用硫酸法制備鈦白粉副產的廢硫酸溶液進行有效處理的方法。

本發明提供了一種廢硫酸溶液的處理方法，所述廢硫酸溶液含有硫酸和硫酸亞鐵，且以所述廢硫酸溶液的總重量為基準，所述廢硫酸溶液中硫酸的濃度不高于20重量%，其中，該方法包括將綠礬中的結晶水脫除后煅燒，并將煅燒后得到的廢氣與所述廢硫酸溶液進行第一接觸，直至所述廢硫酸溶液中硫酸的濃度達到45-50重量%，然后將所述廢硫酸溶液進行固液分離，并將得到的濾液繼續與所述廢氣進行第二接觸。

本發明的發明人經過深入的研究后發現，采用本發明的方法最后能夠得到濃度較高（70-99.9重量%）的硫酸溶液。推測其原因，可能是由于：倘若將所述廢氣不斷通入所述廢硫酸溶液中而不將其中的硫酸亞鐵分離出去，那么當溶液中硫酸的濃度增至60重量%左右時，溶液中的硫酸亞鐵將與硫酸結合而使得硫酸的濃度無法繼續提高；而本發明提供的方法有效地利用了將脫除結晶水后的綠礬煅燒后放出的廢氣中含有的SO₃以提高所述廢硫酸溶液中硫酸的濃度，在硫酸濃度逐漸增大的過程中，其中的硫酸亞鐵不斷析出，當廢硫酸溶液中硫酸的濃度達到45-50重量%時，硫酸亞鐵基本完全析出，并通過進行固液分離將其去除，繼續通入所述氣體之后，溶液中的硫酸濃度能夠很容易繼續升高。本發明提供的廢硫酸溶液的處理方法不僅有效地利用了廢原料，而且還能夠減輕對環境造成的壓力，極具工業應用前景。