[發(fā)明專利]一種鈦白廢液處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710073960.4
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN107058740A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱曉波;李望;湯森;張乾;邢寶林;張玉德;張傳祥;諶倫建;陳俊濤;唐慶杰;馬名杰;曹建亮
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B21/00;C22B34/12;C22B34/22;C22B59/00
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司41110
• 代理人: 郭中民,許延麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬鈦白廢液綜合處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈦白廢液處理方法。

背景技術(shù)

鈦白廢液是制備鈦白粉過程產(chǎn)生的酸性廢水。我國制備生產(chǎn)鈦白粉的方法主要是硫酸法，導(dǎo)致了每生產(chǎn)一噸鈦白粉，將會產(chǎn)生50～100m³的鈦白廢液，不僅酸性強(qiáng)，其含有大量的鐵離子和鋁離子，還有少量的鈦、鈧、釩等稀貴金屬離子，因此，處理鈦白廢液不僅對環(huán)境有保護(hù)作用，也可做為回收有價金屬的二次資源，具有重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保意義。

目前，鈦白廢液的處理多集中于酸的回收和利用，稀貴金屬和鐵的提取、分離和回收，以及酸堿中和制備白石膏等。如黃珊等研究了采用蒸發(fā)和膜分離的方法回收鈦白廢液中的硫酸，也有研究利用鈦白廢液的強(qiáng)酸性，做為浸出劑浸出提取赤泥中的鈧(黃珊, 李正山. 鈦白廢液的治理、回收及綜合利用研究 [J]. 資源開發(fā)與市場, 2007, 23(9): 778-781；楊濤, 王志堅, 肖勁, 等. 赤泥和鈦白廢液中提鈧的浸出工藝研究 [J]. 礦冶, 2015, 24(5): 37-40；劉吉波, 楊濤, 吳希桃, 等. 綜合回收處理赤泥廢渣和鈦白廢液的方法. 發(fā)明專利, CN 103614563 A)。此過程有效地利用了鈦白廢液的酸性，但對其中的鐵、鋁等主要元素的回收沒有提及，同時進(jìn)出后的液體仍難處理和回收利用。對于鈦白廢液中稀貴金屬回收多集中于鈧的提取(徐銅文. 乳狀液膜法提取硫酸法鈦白廢液中微量鈧的研究[J]. 稀有金屬, 1994, 18(4): 245-248)，由于鈦白廢液中鈧濃度較低，鐵、鋁等雜質(zhì)離子含量很高，導(dǎo)致回收鈧過程分離困難，鈧產(chǎn)品的純度低。采用添加含鈣堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH值，可以制備白石膏(徐銅文. 乳狀液膜法提取硫酸法鈦白廢液中微量鈧的研究[J]. 稀有金屬, 1994, 18(4): 245-248)，此過程堿耗量高，白石膏的純度低，其中含有大量的鐵、鋁等雜質(zhì)。此外，還有學(xué)者研究了利用鈦白廢液生產(chǎn)鐵黃顏料和氧化鐵(丁杰, 何錫陽, 劉曉燕. 利用鹽酸法鈦白廢液制備鐵黃顏料研究[J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用, 2008, 20(7): 932-934; 丁杰. 鹽酸法生產(chǎn)鈦白廢液制取高純Fe₂O₃實(shí)驗(yàn)研究[J]. 化學(xué)研究與應(yīng)用, 2007, 14(4): 39-41)，此過程操作復(fù)雜，需要多步除雜作業(yè)，堿耗量大，僅適用于鹽酸法鈦白廢液，而鈦白廢液的主要來源卻是鈦白粉硫酸制備工藝。

因此，目前的鈦白廢液的處理過程存在操作復(fù)雜，堿耗量大，成本高，處理回收對象單一，生成的產(chǎn)品雜質(zhì)高和純度低，無法大宗回收利用等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種鈦白廢液處理方法，該方法滿足鈦白廢液處理操作簡單，堿耗量小，成本低，鐵、鋁和稀貴金屬均可回收，產(chǎn)品硫酸鋁鉀，黃鉀鐵礬和稀貴濾液純度高，可以大宗回收利用的要求。

本發(fā)明的目的可通過下述技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的鈦白廢液處理方法的步驟如下：向鈦白廢液中添加氫氧化鉀混合調(diào)節(jié)pH值為0~0.5，在溫度為90~100℃條件下攪拌60~120min，然后迅速降溫至0~10℃，鈦白廢液中逐漸結(jié)晶出硫酸鋁鉀晶體，結(jié)晶結(jié)束后固液分離獲得純度大于99.5%的硫酸鋁鉀晶體和濾液；再向?yàn)V液中添加氫氧化鉀和氯酸鉀調(diào)節(jié)pH值為2.2~2.8，在溫度為90~100℃條件下攪拌90~150min，濾液中逐漸結(jié)晶出黃鉀鐵礬晶體，結(jié)晶結(jié)束后固液分離獲得純度大于99%的黃鉀鐵礬晶體和稀貴濾液，稀貴濾液經(jīng)分離純化后可獲得純度大于99%的稀貴金屬。

本發(fā)明中所鈦白廢液是鈦鐵礦經(jīng)硫酸加壓浸出水解制備鈦白粉后所得的廢液，廢液氫離子濃度大于1 mol/L，鐵離子濃度大于4 g/L，鋁離子濃度大于1 g/L。

本發(fā)明中所述硫酸鋁鉀晶體是十二水合硫酸鋁鉀，其中鋁的回收率大于95%。

本發(fā)明中所述黃鉀鐵礬晶體是三水黃鉀鐵礬，其中鐵的回收率大于95%。

本發(fā)明中所得稀貴濾液為含有鈧、鈦和釩的溶液，鈧濃度大于10 mg/L，釩濃度大于50 mg/L，鈦濃度大于500 mg/L。

本發(fā)明中所述分離純化為離子交換、溶劑萃取和活性炭吸附聯(lián)合方法。

本發(fā)明中所得稀貴金屬分別為純度大于99%的五氧化二釩、三氧化二鈧和二氧化鈦產(chǎn)品。

本發(fā)明中再向?yàn)V液中添加的所述氫氧化鉀與氯酸鉀的質(zhì)量比為2～5:1。

本發(fā)明的有益效果如下：