[發(fā)明專利]硫酸法鈦白生產(chǎn)及其鈦白廢酸中偏鈦酸的回收利用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110577232.3
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113213529B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 路瑞芳;董立春;孫薔;劉嬋;吳健春
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司;重慶大學;東北大學
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 劉小峰;宋薇薇

本發(fā)明公開了一種鈦白廢酸中偏鈦酸的回收利用方法，并通過該方法改善水解偏鈦酸粒度分布，包括：將抽濾后的含有細粒徑偏鈦酸粒子的鈦白廢酸，靜置沉降后，將底部漿料排出至儲料槽中攪拌狀態(tài)下存儲，得到回收偏鈦酸漿料，將所述回收偏鈦酸漿料計量計時地加入水解反應體系內(nèi)。本發(fā)明還公開了一種硫酸法鈦白生產(chǎn)方法，其采用上述的回收利用方法處理鈦白廢酸。本發(fā)明可以有效改善偏鈦酸的粒度分布，使得偏鈦酸中的小粒子數(shù)量減少，粒度分布更均勻，不僅有利于高效的過濾和洗滌，且有利于制備質(zhì)量更好的鈦白初品。

技術領域

本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)技術領域，尤其涉及一種硫酸法鈦白生產(chǎn)方法，以及鈦白廢酸中偏鈦酸的回收利用方法。

背景技術

硫酸法鈦白生產(chǎn)過程中每噸鈦白約產(chǎn)生5t(4m³)質(zhì)量濃度20％左右的廢硫酸，俗稱鈦白廢酸。鈦白廢酸的直接來源為硫酸法鈦白生產(chǎn)中水解后偏鈦酸的抽濾，由于偏鈦酸粒度組成為200～6000nm不等，抽濾過程中會有一部分偏鈦酸細粒子穿過濾布進入廢硫酸，導致廢硫酸中含有3～10g/l的偏鈦酸(以TiO₂計)，若不回收該部分偏鈦酸，將造成鈦收率降低1～4個百分點，對于10萬噸每年的鈦白生產(chǎn)線而言，每年造成經(jīng)濟損失千萬元以上。目前廢酸中偏鈦酸的回收方式均為經(jīng)靜置或絮凝等方式沉降后，將沉降所得的偏鈦酸漿料直接返回抽濾工序的抽濾供料槽，與水解偏鈦酸混合后再次抽濾，抽濾產(chǎn)生的廢酸去沉降，如此循環(huán)。但廢硫酸中的偏鈦酸粒子均偏細，一是抽濾過程中會有一部分再次穿過濾布進入廢酸，二是此部分細粒子進入后續(xù)工序，經(jīng)漂白-洗滌-鹽處理-煅燒后得到鈦白初品，細粒子在煅燒過程中容易過燒或燒結(jié)，導致鈦白粉顏料性能差并影響鈦白產(chǎn)品的應用性能。因此，急需一種更有效的方法回收鈦白廢酸中的偏鈦酸，既保證鈦的高效回收，又不影響產(chǎn)品質(zhì)量。

水解工序是硫酸法鈦白生產(chǎn)中最重要的工序之一，水解偏鈦酸的粒度分布不僅影響著洗滌效率，且直接關系到鈦白初品的質(zhì)量。水解偏鈦酸粒度中＜1μm的比例高，會造成鈦白粉粒度分布變差，粉料和燒結(jié)料增加，進而影響產(chǎn)品質(zhì)量。此外水解過程鈦的收率(水解率)更是直接影響著生產(chǎn)成本，水解反應后期體系硫酸氧鈦濃度低、水解速率極為緩慢，不采取一定的措施無法保證水解率。目前主要是通過在水解后期加入脫鹽水或延長水解時間的方式來保證一定的水解率，水解率一般在95.5～96.5％。通過在后期加入水和延長時間促使鈦液水解的方式，與前期的晶種誘導水解機制不同，屬于強制水解，所得偏鈦酸粒度較為隨機，因此導致偏鈦酸粒度分布受控性差。如何在水解后期找到一種方式既能有效提升水解率、又不影響甚至能夠改善偏鈦酸的粒度分布就顯得極為關鍵。

文獻“王先舫.鈦白廢酸固液分離與綜合利用(J).化工環(huán)保.2001年第21卷第2期，98-100.”中提出在廢酸沉降過程中加入絮凝劑，使得鈦白廢酸中的細小的偏鈦酸凝聚為“大”顆粒，偏鈦酸懸浮物和廢酸完全分離，偏鈦酸沉積與沉積器的底部，定期由底部排出進入此次沉降工序，經(jīng)二次沉降后偏鈦酸料漿送至抽濾工序。該方法僅僅是提升了鈦白廢酸中硫酸和偏鈦酸懸浮物的分離效率。

現(xiàn)有技術的通過水解制備鈦白粉的方法提出：將濃鈦液卸料加入到底水中的同時，持續(xù)均勻的向水解混合物料中加入氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液或者固體作為調(diào)節(jié)劑；鈦液卸料結(jié)束后，通過水解制得偏鈦酸，通過后續(xù)工序制得鈦白粉；該方法為酸堿中和強制水解的方法，其水解率固然可達96.3-97.5，但是采用該方法制備鈦白粉時所得水解偏鈦酸的粒徑分布不均勻(強制水解成核、粒子生長難以控制)，也因此會導致水解偏鈦酸的洗滌效率較低(一般酸洗需100～150min，水洗需150～210min)，從而影響了噸鈦白的水耗和單位時間的產(chǎn)能，進而影響鈦白的生產(chǎn)成本。

現(xiàn)有技術的一種加入分散劑提高鈦液水解率的方法，通過在水解鈦液或底水(脫鹽水)中加入分散劑，提高水解過程外部加入晶種或自身生成晶種在水解體系中的分散性，從而使得晶種誘導鈦液進行更加均勻和充分的水解，提高了鈦液水解率，并改善了水解偏鈦酸的洗滌效率。其對鈦白廢酸中偏鈦酸的處理并未提出有效改進建議。