硫精砂制酸副产稀废酸处理方法技术

本发明专利技术涉及一种硫精砂制酸方法，具体公开了一种硫精砂制酸副产稀废酸处理方法，包括以下步骤：a、稀废酸经固液分离和精细过滤去除不溶物，得到澄清废酸；b、向澄清废酸中加入计量还原剂，将澄清废酸中的三价铁离子还原成二价铁离子，得到预处理废酸；c、将预处理废酸送硫酸法钛白粉生产工艺中一洗偏钛酸漂白还原工序作为漂白剂回收利用。本发明专利技术的优点是：1)提供了一种简便易行的硫精砂制酸副产稀废酸处理方法，解决了目前硫酸生产中大量稀废酸难以处理的问题；2)为硫酸法钛白粉生产工艺提供了新的漂白酸来源，具有显著的环保和经济效益。

Treatment of dilute waste acid from acid by-product from sulphur fine sand

The invention relates to a method of making acid from sulphur fine sand, and specifically discloses a method for treating rare and waste acid from acid by-product of sulphur fine sand, including the following steps: A, dilute waste acid through solid liquid separation and fine filtration to remove insoluble substances, and get clarified waste acid; B, adding a econometric reducing agent to the clarified waste acid, will clarify the trivalent iron ions in waste acid. The pretreated waste acid was obtained from two valence iron ions. C, a bleaching and reduction process of one wash of partial titanic acid was used as bleaching agent in the production process of titanium white powder by pretreated waste acid to sulphuric acid. The advantages of the invention are as follows: 1) providing a simple and convenient method for treating acid and acid by-product by sulphuric acid and acid by-product, solving the problem that a large number of dilute waste acid in sulphuric acid production is difficult to deal with at present; 2) providing a new source of bleaching acid for the production process of titanium dioxide in sulphuric acid process, which has remarkable environmental and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
硫精砂制酸副产稀废酸处理方法
本专利技术涉及一种硫酸生产方法，尤其是一种硫精砂制酸方法。
技术介绍
硫精砂制酸指的是将亚铁(七水亚铁、含酸亚铁渣或四水亚铁)和硫磺按照固定比例掺烧制硫酸。在该过程中，硫磺燃烧生成二氧化硫，同时产生大量热诱导硫酸亚铁分解成三氧化二铁、二氧化硫、硫酸和三氧化硫，三氧化二铁经静电除尘直接气固分离得到产品铁红，经除尘预处理后的待转化气体中依然含有少量三氧化二铁粉末、三氧化硫(或酸雾)必须经过彻底净化，避免严重影响后工序转化效率及催化剂活性。因此该工艺均配套文丘里洗涤装置，采用定量的循环水对预处理待转化气体进行洗涤，彻底除去残留的三氧化二铁、三氧化硫和硫酸，循环液置换过程中产生了硫酸浓度15～30％的含大量杂质的废酸(以30万吨/年硫精砂制酸装置为例，废酸小时产量约10吨)。本专利技术中称之为“稀废酸”。过去，硫酸厂通常对该稀废酸进行直接中和处理后排放，但该处理方法无疑会对环境造成较严重污染，现已基本淘汰。随后部分厂家将稀废酸先经过固液分离装置(如CN过滤器)将稀废酸中三氧化二铁控制在100ppm以内，得到的清液直接用于硫酸装置干吸工段，该工艺有效的回收了稀废酸，取得了一定的经济、环境效益，但是其致命缺陷是得到的成品酸杂质含量较高，严重影响硫酸品质。随着企业节能环保意识的提高，很多企业的硫酸装置新增低位热回收装置(对高温成品硫酸的热量进行回收转化为饱和蒸汽的装置)，但传统稀废酸回收工艺中硫酸里的大量杂质在低位余热回收装置上产生结垢，严重影响该装置对硫酸中余热的回收，以年产30wt硫精砂制酸装置为例，正常情况下低位余热装置可回收20吨/小时饱和蒸汽，系统结垢后只能回收约10吨/小时饱和蒸汽，导致低位热回收效果很不理想，反而还增加了系统维护成本和生产难度。由于稀废酸的产量很大，且浓度低，杂质含量高，到目前为止，稀废酸的处理问题仍然缺少很好的解决方案。硫酸法钛白粉生产工艺可概括如下：(1)用钛精矿或酸溶性钛渣与硫酸进行酸解反应，得到硫酸氧钛溶液；(2)水解硫酸氧钛溶液得到粗偏钛酸浆料；(3)对粗偏钛酸浆料进行水洗、盐处理，得预处理偏钛酸；(4)预处理偏钛酸送入转窑煅烧产出TiO2产品。其中，对粗偏钛酸浆料进行水洗的工艺具体为：(1)一次水洗：对粗偏钛酸浆料进行固液分离，得到一次滤饼；对一次滤饼进行水洗以去除其中铁离子，得到一洗偏钛酸饼；一洗偏钛酸饼加水打浆，得到一洗偏钛酸浆料；(2)漂白还原：往一洗偏钛酸浆料中加入漂白剂和还原剂进行漂白，并加入煅烧晶种，得到漂白料浆；目前通用的方法是使用质量浓度为98％的硫酸进行漂白；(3)二次水洗：对漂白料浆进行固液分离，得到二次滤饼；对二次滤饼进行水洗以进一步去除其中铁离子，得到二洗偏钛酸饼；二洗偏钛酸饼加水打浆，得到二洗偏钛酸浆料。
技术实现思路
为解决稀废酸的处理问题，本专利技术提供了一种硫精砂制酸副产稀废酸处理方法。本专利技术所采用的技术方案是：硫精砂制酸副产稀废酸处理方法，包括以下步骤：A、稀废酸经固液分离和精细过滤去除不溶物，得到澄清废酸；B、向澄清废酸中加入计量还原剂，将澄清废酸中的三价铁离子还原成二价铁离子，得到预处理废酸；C、将预处理废酸送硫酸法钛白粉生产工艺中一洗偏钛酸漂白还原工序作为漂白剂回收利用。在本专利技术中，专利技术人提出将硫精砂制酸副产稀废酸作为硫酸法钛白粉生产工艺中一洗偏钛酸漂白还原工序的漂白剂回收利用的方案。经专利技术人检测，硫精砂制酸副产稀废酸的主要成分如下：三氧化二铁粉末(3～6g/l)；可溶性总铁(1.5～2.5g/l)；硫酸镁(0.1g/l)；亚硫酸(4～7g/l)；硫酸钙(1.0～2.0g/l)；硫酸铝(0.5～1.0g/l)；硫酸(150～200g/l)。钛白粉生产过程中的漂白，是将偏钛酸在一定的硫酸浓度下，将偏钛酸中夹杂的氢氧化铁，氢氧化亚铁进行溶解，同时并在还原性氛围中进行水洗去除。由于稀废酸中的不溶性杂质为高温(约1000℃)处理过的三氧化二铁粉末发生类似烧结现象，其酸溶性较差，特别是硫酸体系下溶解性很差，因此在偏钛酸漂白过程中难以溶解去除，后工序压滤过程中会直接进入产品导致产品铁含量升高，颜料性能降低，因此必须将稀废酸中的固相三氧化二铁除去。实验证明，需要将固相三氧化二铁控制在1ppm内，生产中可使用稠厚器作为固液分离设备并结合精细过滤装置进行控制。同时，稀废酸中的可溶性铁主要是以硫酸铁的形式存在，这些三价铁离子如果随稀废酸进入漂白工序，大量的三价铁存在于偏钛酸浆料中必然导致偏钛酸颗粒夹杂三价铁，由于三价铁的水解pH＝1.0～2.0，后续水洗过程中极易因pH不断升高迅速发生水解导致无法洗涤，严重影响水洗效果，因此必须在三价铁进入漂白工序之前就将其除去。实验证明，需要将稀废酸中三价铁离子含量控制在10ppm内。因此我们通过加入还原剂使稀废酸中三价铁还原成二价铁，二价铁的水解pH＝6.0，因此即使偏钛酸夹杂二价铁，后续的水洗过程中也有充足的时间进行洗涤，不会发生水解。补充说明：偏钛酸自生携带约占总质量约10％的吸附硫酸，并且随着偏钛酸的水洗不断分解出来，所以漂白后偏钛酸在水洗过程中，由于滤液中的硫酸很快洗涤消失，因此洗液中的酸度基本是偏钛酸分解出来的酸为主，实验数据表明偏钛酸的洗涤液pH能长时间维持在2～3，由于洗水pH＝7.0左右，因此偏钛酸中如果夹杂难以还原的三价铁由于其水解pH＝1～2，在水洗过程中极易水解形成氢氧化铁沉淀，严重影响水洗效果，而二价铁由于水解pH＝6.0左右，因此水洗过程中即使夹杂在偏钛酸中也不会立刻发生水解，有充分的时间通过置换洗涤进行去除。因此为避免漂白过程中偏钛酸中夹杂三价铁，三价铁的还原必须发生在漂白之前。而稀废酸中存在的硫酸镁，硫酸钙，硫酸铝等可溶性杂质会随稀废酸直接进入漂白料浆中，并在后续二次水洗过程中进入滤液和洗水，从而与二洗偏钛酸饼分离，因此不会对漂白过程以及钛白粉产品质量造成影响，无需进行任何处理。应当理解，用于还原稀废酸中三价铁离子的还原剂不应当向系统中带入后续水洗无法去除的杂质，以免影响产品质量。例如可使用三价钛试剂、还原铝粉、还原镁粉等作为还原剂。其中三价钛试剂还原三价铁离子后其中的三价钛被氧化成四价钛进入漂白料浆，并随固液分离进入滤液。且三价钛试剂本身即是硫酸法钛白粉生产工艺产物，因此本专利技术优选使用三价钛试剂作为还原剂。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术提供了一种简便易行的硫精砂制酸副产稀废酸处理方法，只需要通过固液分离和精细过滤去除稀废酸中的不溶物，再通过加入还原剂将稀废酸中三价铁离子还原成二价铁离子，无需再进行任何处理，得到的预处理废酸即可直接用于硫酸法钛白粉生产中一洗偏钛酸漂白还原工段作为漂白剂使用，解决了目前硫酸生产中大量稀废酸难以处理的问题；2)为硫酸法钛白粉生产工艺提供了新的漂白酸来源，生产吨钛白粉可消耗稀废酸约1.0t，同时减少漂白用酸消耗约0.2t(以折百硫酸计算)，而本专利技术稀废酸的处理成本仅为约5元/t，具有显著的环保和经济效益。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步说明。实施例一：1、按照以下方法制备预处理废酸：(1)取硫精砂制酸副产稀废酸2t，经稠厚器和精细过滤分离其中不溶物，处理后测得得到的澄清废酸中不溶物含量为0.5ppm。(2)向澄清废酸中加入计本文档来自技高网...

【技术保护点】
硫精砂制酸副产稀废酸处理方法，包括以下步骤：A、稀废酸经固液分离和精细过滤去除不溶物，得到澄清废酸；B、向澄清废酸中加入计量还原剂，将澄清废酸中的三价铁离子还原成二价铁离子，得到预处理废酸；C、将预处理废酸送硫酸法钛白粉生产工艺中一洗偏钛酸漂白还原工序作为漂白剂回收利用。

【技术特征摘要】
1.硫精砂制酸副产稀废酸处理方法，包括以下步骤：A、稀废酸经固液分离和精细过滤去除不溶物，得到澄清废酸；B、向澄清废酸中加入计量还原剂，将澄清废酸中的三价铁离子还原成二价铁离子，得到预处理废酸；C、将预处理废酸送硫酸法钛白粉生产工艺中一洗偏钛酸漂白还原工序作为漂白剂回收利用。2.根据权利要求1所述的硫精砂制酸副产稀废酸处理方法，其特征在于：步骤A的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡平雄，潘远凤，石海信，罗祥生，
申请(专利权)人：钦州学院，
类型：发明
国别省市：广西,45