[發明專利]一種降低鈦白粉生產中廢酸量的方法

在審

• 申請號: 201510699307.X
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN105293574A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 鐘曉英;代堂軍;范先國;周曉葵;朱全芳
• 申請（專利權）人: 襄陽龍蟒鈦業有限公司
• 主分類號: C01G23/053
• 分類號: C01G23/053
• 代理公司: 成都泰合道知識產權代理有限公司 51231
• 代理人: 魏常巍

技術領域

本發明涉及一種降低鈦白粉生產過程中廢酸量的方法，特別涉及一種硫酸法金紅石型鈦白粉生產中的酸解過程采用三氧化硫和55%硫酸與鈦精礦預混，進而達到降低鈦白粉生產中廢酸量的方法。

背景技術

鈦白粉又稱鈦白，學名二氧化鈦（TiO₂），白色粉末，無毒無害，是一種重要的無機化工原料，其化學性質十分穩定，具有優良的物理性能、光學性能和顏料性能，具有極佳的白度、折射率、消色力、遮蓋力、不透明度和抗粉化性能，是目前世界上所發現的顏色最白的一種顏料之一，被廣泛的應用于涂料、油墨、塑料、橡膠、造紙等領域。

鈦白粉的工業化生產方法主要有硫酸法和氯化法。目前硫酸法是國內一種比較常見的生產方法，其步驟一般包括：鈦精礦與濃硫酸進行酸解反應生產硫酸氧鈦、經沉降、結晶、水解生成偏鈦酸；偏鈦酸經一洗、漂白、二洗，鹽處理、鍛燒得到金紅石型二氧化鈦粗品；二氧化鈦粗品經濕磨、砂磨、包膜和氣粉，得到鈦白粉產品。

其中酸解反應是用熱濃硫酸分解鈦鐵礦，將其中可溶于酸的鐵、鈦等元素、化合物轉化成可溶性的硫酸化合物，加水浸取成鈦液，再用鐵粉還原鈦液中的高價鐵，使變成可溶于水的硫酸亞鐵鹽，不溶于酸的雜質（如金紅石、脈石等）與膠體懸浮物（如Al₂O₃、SiO₂等）混懸在鈦液中有待除去。

工業上生產中酸解、浸取、還原是在一個酸解罐中完成的，只是操作時間上有先后之分。浸取是酸解主反應及熟化反應完成后，立即加入計量好的小度水、工業水對固相物進行溶解提前的過程，水一般是從頂部加入的，也可以部分從罐底部加入，同時用壓縮空氣對浸提液進行攪拌，使物料很快降溫到70℃以下，以防止鈦液早期水解。浸取操作的關鍵是快速加水浸取，加大壓縮空氣攪拌降溫，保證浸取溫度為70℃，操作時間約40min。鈦液的還原就是在浸取過程中加入計量好的鐵粉或鐵屑進行高價鐵的還原，加大壓縮空氣攪拌，通過調節攪拌氣量和人孔蓋的開度，控制還原溫度低于80℃，浸取還原2h后，開始檢測鈦液質量指標、相對密度、三價鈦濃度，確定是否補加鐵粉和水，當鈦液中有三價鈦存在時表示高鐵已還原完成。

目前硫酸法生產鈦白的過程中的酸解過程主要有兩種：一是采用98%硫酸與鈦精礦在冷卻水的作用下預混，然后加入水引發酸解反應，達到溶解鈦精礦的目的，該方法由于酸礦預混需要降溫，所以設備復雜，且預混過程中經常發生主反應提前造成嚴重工藝事故，由于反應全部采用新鮮98%硫酸，因此無法回收鈦白粉反應過程中產生廢酸；二是采用55%硫酸與鈦精礦預混，然后加入98%酸引發酸解反應，達到溶解鈦精礦的目的，該方法由于酸礦預混無需要降溫，所以設備簡單，預混采用低酸更加安全，且55%硫酸采用鈦白粉生產產生廢酸而來，因此降低了鈦白粉生產中廢酸量，但是工藝在控制指標一定情況下，廢酸回用量基本確定，無法通過提高廢酸回用量降低廢酸產生量，目前國內該工藝應用廣泛。

在硫酸法生產鈦白的過程中，每生產1t鈦白將產生20％左右8～10t廢酸，廢酸中除了含有主要成分H₂SO₄外，還含有一定的FeSO₄、TiO₂、A1₂(SO4)₃、MgSO₄等物質。這些廢酸若不經處理直接排放，不僅污染環境，還造成資源的嚴重浪費。如何處理這些廢酸，經濟合理地回收其中有價值的部分，已成為硫酸法生產鈦白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，目前較為成熟的技術有廢酸濃縮法，電石渣中和法和中和利用法，但都存在一定弊端。廢酸濃縮法是利用水蒸氣對廢酸進行加熱蒸發，去除廢酸中的部分水分，冷卻以后進行濃縮結晶，固液分離以后，濃縮液回原工藝回用。該方法的主要缺點是能源消耗大，處理成本高。電石渣中和法是利用電石渣等主要含氫氧化鈣廢物和廢酸進行酸堿中和，然后沉淀進行泥水分離，該方法的主要缺點是產生大量的固體廢棄物，而且對酸資源造成浪費。

綜上，采用新工藝有效的降低鈦白粉生產過程中的廢酸量對于鈦白粉行業的健康發展具有重要意義。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種金紅石型鈦白粉生產過程中的酸解過程采用三氧化硫和55%硫酸與鈦精礦預混，進而達到降低鈦白粉生產中廢酸量的方法。

本發明采用的技術方案如下：

采用三氧化硫和55%硫酸與鈦精礦預混進行酸解反應，加入的硫酸總量為鈦精礦質量的1.5-1.7倍，總的硫酸濃度為70-90%。