[發明專利]鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法

有效

• 申請號: 201510400881.0
• 申請日: 2015-07-09
• 公開（公告）號: CN104961364B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 梅衛東
• 申請（專利權）人: 梅衛東
• 主分類號: C04B9/04
• 分類號: C04B9/04
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙)51124
• 代理人: 梁鑫

技術領域

本發明屬于工業廢酸處理及循環利用領域，具體涉及鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法。

背景技術

硫酸法生產鈦白工藝中，在鈦液水解和偏鈦酸水洗前期，會排出硫酸濃度為20％左右、鐵3％左右、鋁2％左右的廢酸，每噸鈦白粉排放的廢酸量為5～8噸。鈦白生產廢酸的處理主要采用石灰中和，中和廢酸后的固體物是含有氫氧化鐵的硫酸鈣，因鐵含量高，不能做石膏應用，只能成固廢異地堆放。中和廢酸后的水受亞鐵沉淀pH值較高的影響，很難全面達到國家規定的廢水排放標準。

鈦白生產廢酸浸磷礦制磷肥是一種廢酸利用型處理方法。這一方法產生含磷石膏仍無法應用，只能成固廢堆放。

鈦白生產廢酸浸錳礦是另一種利用型廢酸處理方法。這一方法也要排放由錳礦和廢酸帶入的鐵、鋁等雜質沉淀的氫氧化物和弱酸性廢水。

申請號為201410364656.1的專利申請中，描述了從鈦白生產廢酸中提取有用化工原料的環保處理方法。不足之處是提取有用化工原料后，產生的廢渣、廢水不能自我消化，而是需要靠另設再利用生產線解決。

發明內容

本發明要解決的技術問題是鈦白生產廢酸的回收利用不徹底，產生的廢渣、廢水不能自我消化。

本發明解決上述技術問題的方案是提供一種鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法，包括以下步驟：

A、用氧化鎂中和鈦白生產廢酸，得到硫酸鎂溶液；

B、向上述硫酸鎂溶液中加入轉化劑，得到混合物；

C、將混合物過濾，得到濾餅，濾餅經干燥、粉碎，得到硫氧鎂膠凝材料。

上述鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法中，步驟A所述鈦白生產廢酸中硫酸的質量百分含量為19～22％。

上述鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法中，步驟A所述的氧化鎂為輕燒鎂粉或電爐使用后的鎂砂爐襯打結料。

上述鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法中，步驟A所述氧化鎂和鈦白生產廢酸的質量比為1︰8～12。

上述鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法中，步驟A所述硫酸鎂溶液中硫酸鎂的質量濃度為18％～23％。

上述鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法中，步驟B所述的轉化劑為氫氧化鈣或輕燒鎂粉。

上述鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法中，步驟B所述轉化劑的加入量為氧化鎂質量的0.6～0.9倍。

上述鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法中，步驟C所述的混合物過濾后的濾水進儲水池，用來調節硫酸鎂溶液的濃度。

上述鈦白生產廢酸制備硫氧鎂膠凝材料的方法中，步驟C所述干燥的溫度為80℃～150℃。

本發明的有益效果在于：

1、單位物料消耗的廢酸量大：本發明工藝使用的酸料比大于10，即一噸氧化鎂料能處理10噸以上的鈦白生產廢酸。

2、廢酸處理全過程無廢渣排放：本發明處理鈦白生產廢酸得到的產物主要是硫氧鎂膠凝材料。它是氫氧化鎂，硫酸鎂，水三元體系中。當各組分的摩爾比達到一定比值時發生硫氧鎂結晶，氣干后獲得硬化強度。是氣硬性膠凝材料。由于硫氧鎂結晶相結構為針棒狀穿插，凝固后留有微孔隙，在潮濕環境下成水通道，沒有反應的游離氧化鎂易于水生成水鎂石，水鎂石結晶膨脹會破壞原有結構造成開裂，變形。為克服自身的缺陷，硫氧鎂膠凝材料都需外加鐵系、鋁系、硅系等種類的改性劑，避免游離氧化鎂生成水鎂石，而生成不溶的鋁、硅化合物及氫氧化鐵堵塞微孔隙，提高制品的穩定性和抗水性，改性劑是必不可少的鎂水泥第四組分。鈦白生產廢酸中含有鐵、鋁在中和反應中成相應氫氧化物沉淀，混合在隨后生成的硫氧鎂中能起外加改性劑的作用。因此這些雜質留存在反應體系內是有益的，不必脫除，使得本發明處理鈦白生產廢酸可以實現無渣化。

3、廢酸處理全過程無廢水排放：由于氧化鎂中和鈦白生產廢酸是放熱反應，鈦白生產廢酸含水部分在反應中蒸發，反應后硫酸鎂的濃度高，需外加水稀釋溶液，來滿足硫氧鎂所需要的結晶水。混合物過濾后的濾水呈弱堿性，含微量硫酸鎂可返回中和階段做稀釋水。鈦白生產廢酸中和后所需的稀釋水量比硫酸鎂過濾中產生的濾水量大，過濾水可全部返回使用，使得本發明處理鈦白生產廢酸可以實現廢水零排放。