[發(fā)明專利]一種鈦白廢酸膜處理的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410279536.1
• 申請(qǐng)日: 2014-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN105217582A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王鵬
• 主分類號(hào): C01B17/90
• 分類號(hào): C01B17/90;C01G49/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈦白廢酸膜處理的方法，尤其一種使用耐酸納濾膜將鈦白廢酸中的鈧、鈦等有價(jià)元素進(jìn)行濃縮，并產(chǎn)生透明酸水的方法。

技術(shù)背景

中國(guó)是世界上主要的鈦白粉生產(chǎn)國(guó)家之一。2013年全國(guó)產(chǎn)量接近200萬(wàn)噸。我國(guó)的鈦白粉生產(chǎn)主要采取硫酸法。硫酸法生產(chǎn)鈦白粉會(huì)產(chǎn)生大量的廢酸，每生產(chǎn)1噸鈦白粉，可產(chǎn)生6-8噸含硫酸20％左右的濃廢酸，和40-50噸含硫酸3％左右的稀廢酸。這些廢酸排到污水處理廠，加入石灰或者電石渣中和沉淀，產(chǎn)生大量的廢石膏和廢水。廢石膏中由于含有大量的鐵和其它元素，因此渣呈紅色，也叫紅石膏，不好回收利用；而廢水中含有飽和的硫酸鈣，因此也無(wú)法作為洗滌用水直接回用，只好排放。一個(gè)年產(chǎn)10萬(wàn)噸鈦白粉的工廠，每年排放的高鈣廢水可達(dá)500萬(wàn)噸。廢石膏和廢水排放成為硫酸法鈦白生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境污染的主要因素。而另一方面，鈦白廢酸中含有大量的有價(jià)元素不能得到有效回收。典型的硫酸法鈦白粉廠產(chǎn)生的濃廢酸中含有6～8g/L氧化鈦、10～15ppm氧化鈧和其它有價(jià)元素如釩等。其中氧化鈧最有回收價(jià)值。鈧是一種典型的分散稀土元素，在地殼中往往和其它礦物伴生。鈧的用途非常廣泛，可以用于制造鈧鈉燈、激光器、鋰電池和鋁鈧合金等。鈦在在涂料、陶瓷等工業(yè)有廣泛的用途，從廢酸中回收鈦可以增加鈦的綜合回收率。

從硫酸法鈦白生產(chǎn)的廢酸中，可以通過(guò)萃取工藝提取鈧等有價(jià)元素。由于鈦白廢酸中鈧的濃度太低，因此萃取生產(chǎn)鈧的成本高居不下。很多鈦白粉廠沒有提鈧等資源，就直接將廢酸排放到污水處理廠。不僅資源沒有得到回收，而且造成環(huán)保的壓力。如果能夠?qū)⑩伆讖U酸中的有價(jià)元素進(jìn)行有效的濃縮，將會(huì)方便資源回收，并降低資源提取的成本。

在發(fā)明專利“一種從硫酸法鈦白廢酸中富集鈧、鈦和釩及其廢酸處理的方法”(申請(qǐng)?zhí)?01310478514.3)中公開一種將鈦白廢酸中有價(jià)元素富集濃縮的方法。其工藝步驟為用碳酸鈣進(jìn)行兩段中和，廢酸中的鈧、鈦和釩進(jìn)入第二段中和的渣中，再用氫離子濃度為4.0～6.0g/L的鈦白廢酸溶出，液固比為1～3。過(guò)濾得到溶出液和紅石膏，鈧、鈦和釩在溶出液中得到富集。對(duì)溶出液萃取提鈧，對(duì)萃鈧余液加熱水解得到高鈦渣，再對(duì)水解濾液用碳酸鈉中和沉釩。該方法通過(guò)兩段中和可以將鈦白廢酸中的鈧、鈦和釩能夠富集4～6倍，為后續(xù)提取創(chuàng)造了條件，并降低了綜合提取成本。該方法由于中和沉淀中會(huì)出現(xiàn)鈧鈦釩資源的夾帶沉淀，因此，綜合回收率較低，而且由于石膏洗滌和過(guò)濾較為困難，不利于大工業(yè)生產(chǎn)。

在發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?00510019017.2、201210273142.6、200910312742.7、201010266506.9、201110229328.7中公布了鈦白廢酸濃縮的辦法，即通過(guò)加熱蒸發(fā)廢酸中的水分以實(shí)現(xiàn)濃縮。加熱濃縮雖然使得鈦白廢酸中的有價(jià)元素濃度上升，但是由于酸度也同時(shí)提高，因此不利于通過(guò)萃取法回收其中的有價(jià)元素。

在發(fā)明專利“一種處理用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉過(guò)程中產(chǎn)生廢酸的方法”(專利號(hào)ZL200510110366.5)中公開了一種通過(guò)擴(kuò)散滲析器--納濾膜--反滲透膜凈化回收鈦白廢酸的方法。由于擴(kuò)散滲析器處理能力不容易放大，而且也不能對(duì)廢酸中的有價(jià)元素進(jìn)行有效的截留，擴(kuò)散滲析器濃水中有價(jià)元素濃度并沒有得到很明顯的提高。因此，該方法不利于通過(guò)萃取法回收其中的有價(jià)元素。

如果能夠找到一種分離辦法將鈦白廢酸中的元素濃縮，而又能回收干凈的酸水，那么將會(huì)改善硫酸法鈦白嚴(yán)重的污染問(wèn)題。由于鈦白廢酸中金屬離子的含量高，用膜處理會(huì)遇到操作壓力高、濃縮倍數(shù)低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鈦白廢酸膜處理的方法，尤其是一種使用耐酸納濾膜將鈦白廢酸中的鈧、鈦等有價(jià)元素進(jìn)行濃縮，并產(chǎn)生透明酸水的方法。

本發(fā)明的目的可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種鈦白廢酸膜處理的方法，是將所述的廢酸通過(guò)冷凍處理，沉淀其中的硫酸亞鐵，使得溶液中的硫酸亞鐵含量低于75g/L，然后進(jìn)入耐酸納濾膜系統(tǒng)，耐酸納濾膜系統(tǒng)將其分離成濃縮液和透過(guò)液，透過(guò)液是清澈酸水，其中金屬離子的含量只有膜處理前的0.1％～5％，可以回到硫酸法鈦白的生產(chǎn)工序，作為洗水和配酸使用，濃縮液是富含離子的酸液，濃縮液可以再進(jìn)行冷凍處理，繼續(xù)沉淀其中硫酸亞鐵，使得溶液中的硫酸亞鐵含鋰低于75/L，然后返回膜系統(tǒng)再濃縮，以提高最終濃縮液中鈧鈦釩金屬離子的濃度，使得最終濃縮液中的鈧、鈦金屬離子濃度比處理前提高4～28倍，以方便通過(guò)后續(xù)萃取法回收其中的有價(jià)元素。