[發明專利]一種處理鈦白酸性廢水副產高品質鈦石膏的方法和裝置

在審

• 申請號: 202011153849.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN113443736A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 周添明;丁邦超;王肖虎;白祖國;彭文博;肖維溢;范克銀;黨建兵
• 申請（專利權）人: 江蘇久吾高科技股份有限公司;南京同暢新材料研究院有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F9/06;C01F11/46;C04B11/02;C02F101/10;C02F103/34
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 鄧唯

本發明公開了一種膜法處理鈦白酸性廢水副產高品質鈦石膏的裝置和方法，該裝置包括依次連通的酸性廢水調節池、有機膜凈化裝置、中和劑配漿池、石膏結晶脫水裝置、中性水蓄水池、中性水回用膜集成裝置。本發明解決了鈦白行業酸性廢水傳統的中和工藝產生的鈦石膏品位低、色度差、粒徑小和含水率高導致無法資源化綜合利用的問題，整套技術投資低，設備簡單，能耗低，產品質量穩定，社會效益和經濟效益好，利于推廣。

技術領域

本發明涉及一種膜法處理鈦白酸性廢水副產高品質鈦石膏的裝置和方法，屬于鈦石膏源頭治理及資源化利用領域。

背景技術

我國是硫酸法鈦白粉生產大國，每年生產鈦白粉約300萬噸左右，其中硫酸法鈦白占總產量90%以上。據統計鈦石膏的年排放量約1500萬噸左右，除了少量的鈦石膏用于水泥添加劑，絕大部分鈦石膏采用堆存或填埋方式進行處理，綜合利用率近乎為零，歷年累計堆存填埋量近億噸，除了占用大量土地資源、還要付出高額的堆場環建費用，如果處理不好則會造成水、大氣和土壤三重污染。

鈦石膏是硫酸法鈦白企業酸性廢水中加入生石灰（或電石渣、白泥）中和后產生的工業污泥，其主要成分為CaSO₄﹒2H₂O，通常品位在70~80%，呈酸性或中性。現有中和工藝產出的鈦石膏晶體細小，鐵含量高，導致其顏色呈紅褐色，含水率高達40-50%，后處理成本高。由于鈦白酸性廢水中鐵含量較高，導致中和過程中產生的石膏晶體細小，因此煅燒成β半水石膏后強度極低，甚至無強度，幾乎無法應用于建筑領域。

我國為了提高鈦石膏綜合利用率，在除鐵工藝方面做了大量研究，如濕法除鐵工藝（有機物萃取除鐵法、還原漂白法、酸浸除鐵法、吸附浮選法和液相還原-磁分離法等）和干法除鐵工藝（高溫還原-磁分離和氯化法等），這些除鐵方法處理的鈦石膏成本大，操作要求高，不利于工業化推廣。

綜上所述，鈦石膏資源化再利用問題已成為硫酸法鈦白粉企業發展的瓶頸，現有鈦石膏處理方法因工藝過程復雜、能耗高、設備投資大、產品附加值低等原因，不能滿足鈦白企業的綠色發展要求，因此急需開發一種工藝簡單，成本低廉，產品附加值高的鈦石膏處理技術。

發明內容

本發明在于提供一種工藝簡單，成本低廉，產品附加值高的鈦石膏處理技術，通過膜凈化鈦白酸性廢水和石膏結晶技術的結合，生產出純度高、粒度大、含水率低和白度高的鈦石膏。

一種膜法處理鈦白酸性廢水副產高品質鈦石膏的方法，包括以下步驟：

第1步，對硫酸法生產鈦白粉過程中產生的酸性廢水采用有機膜過濾，去除Fe2+離子；

第2步，對第2步得到的廢水中加入中和劑，與廢水中的硫酸根離子進行沉淀反應生成硫酸鈣，并進行結晶；

第3步，對第2步得到的結晶進行固液分離，得到鈦石膏。

在一個實施方式中，在第1步之后，需要對酸性廢水進行預處理和/或預過濾的步驟；在一個實施方式中，預過濾是用于去除偏鈦酸和懸浮物。

在一個實施方式中，預處理是指均質、沉淀、調節pH、調節硫酸根離子濃度中的一步或幾步的組合；

在一個實施方式中，所述的調節硫酸根離子濃度是指調節至3-5wt%。

在一個實施方式中，預過濾采用微濾膜、超濾膜、砂濾器或者袋式過濾器中的一種。

在一個實施方式中，采用陶瓷超濾膜進行過濾。