[發(fā)明專利]偏鈦酸漂白母液的循環(huán)利用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710465618.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN107128971A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代堂軍;張玉榮;姚恒平;朱全芳;孫潤發(fā)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川龍蟒鈦業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): C01G23/053
• 分類號(hào): C01G23/053
• 代理公司: 成都泰合道知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51231
• 代理人: 孫恩源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝，尤其是一種硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中副產(chǎn)物的處理方法。

背景技術(shù)

二氧化鈦是一種重要的無機(jī)化工原料，無毒、對(duì)健康無害，是最重要的白色顏料，占全部白色顏料使用量的80％，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品、食品等行業(yè)。我國目前鈦白粉生產(chǎn)總量已達(dá)180萬噸，鈦白粉生產(chǎn)工藝主要有硫酸法和氯化法兩種，我國生產(chǎn)工藝以硫酸法為主。其典型生產(chǎn)工藝流程可概括如下：

(1)用鈦精礦或酸溶性鈦渣與硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)，得到硫酸氧鈦溶液；

(2)水解硫酸氧鈦溶液得到粗偏鈦酸料漿；

(3)對(duì)粗偏鈦酸料漿進(jìn)行水洗、鹽處理，得預(yù)處理偏鈦酸；

(4)預(yù)處理偏鈦酸送入轉(zhuǎn)窯煅燒產(chǎn)出TiO₂產(chǎn)品。

其中，對(duì)粗偏鈦酸料漿進(jìn)行水洗的工藝具體為：

(1)一次水洗：對(duì)粗偏鈦酸料漿進(jìn)行固液分離，得到一次濾餅；對(duì)一次濾餅進(jìn)行水洗以去除其中鐵離子，得到一洗偏鈦酸餅；一洗偏鈦酸餅加水打漿，得到一洗偏鈦酸料漿；

(2)漂白還原：往一洗偏鈦酸料漿中加入漂白劑和還原劑進(jìn)行漂白，并加入煅燒晶種，得到漂白料漿；

(3)二次水洗：對(duì)漂白料漿進(jìn)行固液分離，得到二次濾餅；對(duì)二次濾餅進(jìn)行水洗以進(jìn)一步去除其中鐵離子，得到二洗偏鈦酸餅；二洗偏鈦酸餅加水打漿，得到二洗偏鈦酸料漿。

在硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過程中，一次水洗后的偏鈦酸中的鐵雜質(zhì)隨著水洗時(shí)間的延長、酸度降低，逐漸被氧化，以固體高鐵的形式存在，通過水洗已經(jīng)無法進(jìn)行去除，折算成Fe/TiO₂的比例在500～1000ppm左右。偏鈦酸中的痕量鐵經(jīng)過高溫煅燒后，生成紅色的三氧化二鐵，混入金紅石晶格，引起晶格變形，產(chǎn)生晶格缺陷，形成發(fā)色活性點(diǎn)，使得產(chǎn)品白度和消色力下降，影響到鈦白粉的光學(xué)性質(zhì)，使產(chǎn)品金紅石鈦白粉呈現(xiàn)黃色。因此生產(chǎn)金紅石鈦白粉時(shí)，必須對(duì)一次水洗偏鈦酸進(jìn)行漂白還原后，再通過二次水洗去除夾雜在偏鈦酸中的雜質(zhì)鐵。目前通用的方法是采用硫酸進(jìn)行漂白，然后采用三價(jià)鈦試劑進(jìn)行還原，二次水洗后可使Fe/TiO₂降低至0～30ppm，得到成品鈦白粉的白度顯著的提高。

偏鈦酸漂白還原的原理：經(jīng)一次水洗的偏鈦酸中的鐵雜質(zhì)是以三價(jià)鐵離子水解生成的極為細(xì)小的固體氫氧化鐵的形式存在的。漂白還原就是先將固體氫氧化鐵轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸鹽，然后用化學(xué)活潑性強(qiáng)的金屬或金屬離子將其還原為低價(jià)的硫酸鹽，最終通過二次水洗進(jìn)一步除去。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是氫氧化鐵大量轉(zhuǎn)化為硫酸鐵，硫酸高鐵在還原劑的作用下被還原成硫酸亞鐵。

上述漂白料漿在二次水洗的過程中會(huì)產(chǎn)生約4噸濾液/噸產(chǎn)品，該濾液的主要成分是質(zhì)量濃度4.0～10.0％的硫酸，氯化鈉，0.1～1.0g/L的三價(jià)鈦溶液及少量的硫酸亞鐵和硫酸氧鈦溶液，我們稱之為偏鈦酸漂白母液。由于偏鈦酸漂白母液中雜質(zhì)含量很高,因此難以回收，目前業(yè)內(nèi)通常直接進(jìn)行污水中和產(chǎn)生大量鈦石膏后堆存，運(yùn)行成本較高，且具有較大的環(huán)保隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為了對(duì)偏鈦酸漂白母液進(jìn)行回收利用，本發(fā)明提供了一種偏鈦酸漂白母液的循環(huán)利用方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：偏鈦酸漂白母液的循環(huán)利用方法，包括以下步驟：

A、沉降分離去除偏鈦酸漂白母液中的懸浮物，得到澄清母液；

B、向澄清母液中加入計(jì)量的萃取試劑以萃取澄清母液中的硫酸，所述萃取試劑由三異辛胺、仲辛醇、航空煤油組成，萃取完成后得到萃取液；

C、對(duì)萃取液進(jìn)行反萃取，得到反萃水相和反萃試劑，反萃試劑返回步驟B中作為萃取試劑進(jìn)行重復(fù)萃取；

D、重復(fù)B、C步驟數(shù)次，直至反萃水相中的硫酸濃度達(dá)到目標(biāo)濃度以上，得到目標(biāo)溶液；

E、將目標(biāo)溶液與計(jì)量的硫酸溶液混合用于一洗偏鈦酸料漿的漂白。

在研究中發(fā)明人提出，可設(shè)法將偏鈦酸漂白母液中的硫酸分離出來，反過來用于一洗偏鈦酸料漿的漂白，如此循環(huán)，進(jìn)而降低整個(gè)漂白還原工序中硫酸的消耗量，降低生產(chǎn)成本；并由于硫酸消耗的降低，可使得污水中和費(fèi)用及堆渣也相應(yīng)減少。

在對(duì)偏鈦酸漂白母液成分進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)明人認(rèn)為可考慮通過萃取的方法從含大量雜質(zhì)的偏態(tài)酸漂白母液中分離出純凈硫酸溶液。萃取法回收偏態(tài)酸漂白母液中的硫酸這一方案的重點(diǎn)是找到一種可選擇性地萃取硫酸而亞鐵、三價(jià)鈦、四價(jià)鈦、氯化鈉等雜質(zhì)離子均不被萃取的萃取試劑與料液充分接觸，使硫酸從水相轉(zhuǎn)入有機(jī)相，從而被分離回收。