[發明專利]一種利用蒸汽中性水解四氯化鈦收塵渣回收鹽酸的方法

有效

• 申請號: 201611034009.X
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106586962B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 朱云;李寧;魏佩杰;陳順智
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01B7/03
• 分類號: C01B7/03;C01G49/08;B03D1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公布了一種利用蒸汽中性水解四氯化鈦收塵渣回收鹽酸的方法，屬于廢渣綜合利用領域和有色金屬冶煉領域。四氯化鈦收塵渣勻速加入回轉窯，沸騰氯化爐尾氣與水蒸氣的混合氣體連續引入回轉窯，回轉窯內的固相和氣相形成逆流接觸，四氯化鈦收塵渣中的酸性氯化物和中性氯化物在蒸汽中進行水解生成HCl，氣體通過氣體冷凝器形成鹽酸；弱磁選回收水解固相產物的鐵，浮選回收石油焦；本發明提供的方法，四氯化鈦收塵渣中80%以上的氯轉化為鹽酸，可回收90%以上的鐵和80%以上的石油焦，設備防腐措施簡單，成本低。

技術領域

本發明涉及一種利用蒸汽中性水解四氯化鈦收塵渣回收鹽酸的方法，具體涉及從四氯化鈦收塵渣中回收鹽酸、石油焦和未反應的鈦原料，屬于廢渣綜合利用領域和有色金屬生產領域。

技術背景

氯化法制取粗四氯化鈦主要是通過高鈦渣、石油焦、氯化鈉固態物料按照一定比例混合送入氯化爐中部，液氯經過氣化后從氯化爐底部送入，固態混合料和氣態氯在氯化爐內部發生化學反應，生成氣態粗四氯化鈦。有一定量的固體粉塵顆粒跟隨著粗四氯化鈦氣體帶出氯化爐，進入旋風收塵器，對四氯化鈦氣體及固體粉塵顆粒進行氣固分離。收塵器分離后的固體粉塵物從收塵器底部排出，即四氯化鈦收塵渣。收塵器出來的氣體進入到冷凝系統進行冷凝，得到液態粗四氯化鈦和不凝聚的沸騰氯化爐尾氣。沸騰氯化爐尾氣的主要成分的體積分數為：CO₂ 40.00～45.00%，CO 45.00～40.00%，N₂ 14.00～15.00%。

四氯化鈦收塵渣的主要成分為：TiO₂ 2.25～6.50%、C 24.00～50.46%、Cl^– 30.14～32.66 %，Fe 4.52～13.42 %、(CaO+MgO) 2.74～6.76%，該渣目前進入到渣處理廠進一步處理。

年產6萬噸氯化鈦白的生產企業年產出約2.76萬噸四氯化鈦收塵渣。這些廢渣主要以氯化物的形式存在，遇水大量溶解形成水溶液，其氯離子含量達101.84 g/L，我國規定的污水綜合排放標準中氯離子含量標準如表1所示。

表1 國家規定的污水綜合排放標準中氯離子含量標準

因此，氯化鈦白生產企業產出的四氯化鈦收塵渣，水溶后氯離子含量遠遠超過國家規定的標準，不能直接排放，需對其進行處理，否則會對環境造成嚴重污染。

現行生產是將旋風收塵器收集下來的四氯化鈦收塵渣固體，利用管道直接送入到粉塵制漿罐，加水和鹽酸進行制漿。然后送入到壓濾機進行第一道壓濾操作，將不溶物TiO₂、C、SiO₂等固體顆粒壓出送入到堆場進行堆存。因該部分物料粒度較細無法滿足該企業原料標準要求，而直接進行外銷。

第一道壓濾產出的濾液，為酸性的金屬氯化物溶液，通過加入制取好的石灰乳進行中和與沉淀，使得其中大部分金屬離子與氫氧根離子結合，形成不溶性的氫氧化物沉淀，進入第二道壓濾。壓濾后產出的濾餅主要為不溶性的金屬氫氧化物，送入到廢渣填埋場進行填埋，而剩余的濾液則主要為CaCl₂溶液，通過浸沒燃燒蒸發后得到無水氯化鈣進行直接外銷。年產6萬t/a的氯化鈦白生產企業，用現有“加水和鹽酸進行制漿（酸性水解）–第一道壓濾–石灰中和（中性水解）–第二道壓濾”技術，每年約有1.5萬噸惰性渣和5.5萬噸氫氧化物渣產出。

目前對四氯化鈦收塵渣的處理，主要的方法有兩類：一類是火法，即在固定床中通入氧氣和水蒸氣于氯化收塵渣中焙燒，使得四氯化鈦收塵渣中的氯以HCl的形式回收。李冬梅在“氯化法鈦白粉生產中收塵渣的回收處理工藝研究”中指出最佳反應條件：溫度500℃反應時間2小時，通氧量120L／h，焙燒。另一類是濕法，即采用酸浸、堿浸等試劑進行處理，在水溶液中先把四氯化鈦收塵渣中的氯化物水解為氧化物或氫氧化物，再進行分步分離氧化物或氫氧化物，進一步進行無害化處理。