硫酸法钛白废酸利用及发展简况.docx

硫酸法钛白废酸利用及发展简况 资料来源:好颜料网 作者： 日期：2008-4-7 [字体 大 中 小] [编者按]简要介绍了目前中国钛白粉的生产状况以及发展前景，着重介绍了硫酸法钛白粉生产中排出的废酸的几种利用方法，并作了详细的阐述；如废酸用于钢材酸洗除锈，生产聚硫酸铝铁混凝剂，生产工业级七水硫酸镁，浓缩回收，联产红、白石膏，还原解毒铬渣。强调今后钛白发展必须树立环保治理新理念，变末端治理为全过程清洁生产，重点应放在改变矿源结构，改革生产工艺，从源头上降低“三废”的排放，并进一步提高废酸利用的资源化程度。 硫酸法是中国钛白粉生产的主要技术类型，而硫酸法钛白粉生产排出的废酸酸液对环境的污染是比较严重的。在水解或水洗过程中，每生产1t钛白粉产品将产出含20％(质量分数)H2S04的废酸8 t左右，这种废酸除含主要有用成分H2S04外，还含有大量的钛、铁、??、钒等杂质，其综合利用无论在技术上还是在经济上都受到限制。因此，寻找好的废酸治理思路成为硫酸法钛白生产的出路。 1 废酸治理 1．1钢材酸洗除锈 钛白生产中的废酸，其浓度适合于钢材的酸洗除锈，通过酸洗，氧化铁被溶解，生成硫酸亚铁，当废酸内硫酸亚铁积聚至一定质量分数(10％~20％)，便可采用真空蒸发和冷却结晶的方法，使硫酸亚铁成为晶体析出，析出的结晶熟化后过滤，滤渣经打浆及洗涤后即为回收的硫酸亚铁。滤除硫酸亚铁后的酸液可返回钢材酸洗工序继续使用；或者再在93．4kPa真空度下浓缩结晶，过滤可得到质量分数为80％墙5％的浓硫酸，第二次过滤的滤渣也转至打浆工序回收硫酸亚铁。 1．2 生产聚硫酸铝铁混凝剂 利用硫酸法钛白粉生产过程中副产的废硫酸与粉煤灰进行处理，从粉煤灰中溶解铝、铁等化学成分同时消耗大量的废酸。分离并清洗粉煤灰，得到高活性酸处理粉煤灰。分离粉煤灰后的溶液浓缩后冷却结晶，分离出硫酸铝；提取硫酸铝后的母液进一步加工成聚硫酸铝铁混凝剂，实现废酸与粉煤灰的完全资源化利用。该工艺主要原料全部是工业废弃物；处理彻底，没有二次污染；废酸处理成本低，约70元／t；产品主要有高活性酸处理粉煤灰、硫酸铝、聚硫酸铝铁絮凝剂、精炭等。 1．3 生产工业级七水硫酸镁 废酸作为主要原料通过与菱苦土或菱镁矿的锻烧物氧化镁作用，经过压滤、蒸发浓缩、冷却结}晶、离心分离、干燥等工序得到工业级七水硫酸镁产品，其质量达到HG/T2680一1995一等品指标。工艺简单，常温、常压操作，无“三废”排放，并成功地剔除了钛白废酸中的大量杂质。杂质以滤渣的形式产出，该滤渣可作为农用硫酸镁肥的原料。该技术的应用，不仅解决了钛白行业的环保问题，而且可产生较好的经济效益和社会效益。 1．4 废酸浓缩回收 目前有的万吨级大厂已投资建设废酸浓缩回收装置，通过蒸发浓缩，可使废酸质量分数提高至50％左右，去除析出的沉淀物后，便可回收利用。钛白废酸回收新工艺及装置采用煅烧尾气预浓缩、一级单效浓缩、二级双效浓缩、三级单效浓缩、熟化分离等先进工艺，成功实现了硫酸法钛白粉行业中废酸的回收再利用。不仅节约了钛白生产中的原料酸，利用了转窑尾气余热，而且解决了困扰钛白粉行业的环保难题，排放达到环保要求。 1．5 废酸联产红、白石膏 废酸与石灰石控制一定pH充分反应，然后固液分离。分离后的滤饼经过洗涤，即可得到成品白石膏(caS04·2H20)，此石膏可代替天然石膏用于生产各种建筑板材，在建筑装修行业有广泛的用途。滤液及洗水含大量的铁离子和少量的酸，将该料液进一步中和、压滤，即得红石膏，此石膏可用作水泥矿化剂。该工艺变单纯投人性废酸治理为综合利用治理，降低了废酸治理成本。为进一步降低治理成本，采用造纸厂废料白泥为原料代替天然石灰石，原料全部是工业废弃物，实现了跨行业综合利用。 1．6 废酸还原解毒铬渣 铬渣是铬铁矿生产铬酸钠的残渣，其中仍含铬化合物3.0％~4.5％(质量分数，以Cr203计，下同)，水溶性铬l％~2%，酸溶铬0.95％~1.8％，是一种有毒废渣。解毒此废渣必须要还原剂或者提供还原氛围。废酸中有还原性亚铁离子，将废酸与铬渣按一定比例混合，在酸性条件下，废酸中的Fe2+可将铬渣中的Cr6+还原为Cr3+，使铬渣解毒。解毒后的铬渣可用作水泥添加物或制砖。 除上述各方法外，从废酸中提取稀有金属，用废酸浸取钛铁矿还原焙烧物制取质量分数93％以上的人造金红石，以及制备其他的一些硫酸盐也有一定意义。 2 发展建议 2．1可持续发展战略——节约资源 随着中国高品位钛精矿矿源的日益匮乏，能源、原辅材料涨价的连锁反应，钛白粉行业要提高资源的综合利用水平，加强行业战略联盟，整合钛矿资源，加快与国外的合作就显得十分重要。钛矿产业要加强钛矿资源的管理，努力提高