一种钛白的清洁生产方法技术

本发明专利技术公开了一种钛白的清洁生产方法，属于钛白生产技术领域。本发明专利技术所要解决的技术问题是提供一种尽可能降低煅烧窑口排出的废气中SO3的浓度，同时保证钛白产品颜料性能的钛白生产方法。该方法包括以下步骤：a、将钡盐与水混合均匀，得浆料；b、将偏钛酸与步骤a所得浆料混合均匀，经陈化、洗涤、压滤，得滤饼；c、滤饼进行盐处理后，经煅烧，得钛白。本发明专利技术方法能够大大降低煅烧窑外排的废气中SO3含量，显著提高了金红石钛白产品产量，并且产品综合颜料性能符合国标要求。

A clean production method for titanium dioxide

The invention discloses a cleaner production method for titanium dioxide, which belongs to the technical field of titanium dioxide production. The technical problem to be solved in the invention is to provide a titanium white production method which can reduce the concentration of SO3 in the exhaust gas of the calcined kiln as far as possible, and at the same time guarantee the performance of the titanium white product pigment. The method includes the following steps: A, mixing barium salt and water evenly and getting the slurry; B, mixing the slurry of partial titanic acid and step a, after aging, washing and filtering, the filter cake is obtained. After the salt treatment of the C and filter cake, the titanium white is obtained. The method of the invention can greatly reduce the content of SO3 in the exhaust gas of the calcined kiln, and greatly improve the production of the rutile titanium dioxide product, and the comprehensive pigment performance of the product meets the requirements of the national standard.

【技术实现步骤摘要】
一种钛白的清洁生产方法
本专利技术属于钛白生产领域，具体涉及一种钛白的清洁生产方法。
技术介绍
硫酸法生产钛白是成熟的生产方法，使用的原料为钛精矿或钛渣，以及矿渣混合物。硫酸法钛白生产，实际上是一个通过分离、提纯等化学和物理方法，去除钛精矿(钛渣)中的杂质，只保留90％以上TiO2的一个化工过程。硫酸法钛白生产的主要环节包括：①酸解；②钛液水解；③偏钛酸盐处理；④偏钛酸煅烧；⑤钛白后处理。生产钛白的原料：钛精矿或钛渣、硫酸。生产钛白的产品：金红石型钛白或锐钛型钛白，另外副产硫酸亚铁。生产钛白的主要设备：酸解罐、水解锅、煅烧窑等。硫酸法生产钛白主要由下列几个工序组成：原矿准备；用硫酸分解精矿制取硫酸氧钛溶液；溶液净化除铁；由硫酸钛溶液水解析出偏钛酸；偏钛酸煅烧制得二氧化钛以及后处理工序等。煅烧窑是目前工业上最广泛采用的煅烧设备。盐处理后的偏钛酸在煅烧窑中经高温脱水、脱硫及晶型转化等过程，得到具有颜料性能的钛白粉。硫酸法钛白生产所用原料钛精矿及产品钛白的典型化学成分分别如表1和表2所示(表2即为钛白产品国家标准的基本要求)。表1钛精矿典型化学成分(ω％)表2钛白典型化学成分及性质(ω％)硫酸法的优点是可直接用钛铁矿作原料，设备简单，工艺技术容易掌握，缺点是三废量大，不利于环境保护，并且处理三废费用很多，从而使生产成本增加。硫酸法钛白生产过程中的主要化学反应如下：①酸解反应：FeTiO3+2H2SO4→TiOSO4+FeSO4+2H2O②水解反应：③煅烧分解：TiO2.xH2O.ySO3＝TiO2+xH2O+ySO3因此，硫酸法中硫酸耗量大、生成稀酸量多，每生产1吨钛白耗费3-5吨浓硫酸，约产生8吨20％稀硫酸，并且每生产1吨钛白排放15000-20000m3的含尘酸性废气，污染环境。为克服上述缺点，许多工厂采用含TiO270％～80％的钛渣为原料，不但可降低硫酸消耗的三分之一，几乎不产生绿矾，而且废副产品物排出量可减少30％。但该方法的缺点是钛渣比钛精矿价格高，增大了成本，总体比较而言，采用钛渣为原料明显比钛精矿为原料生产钛白的单位成本要高。此外，生产过程中产生的稀废硫酸，许多工厂采用石灰中和法处理后达标排放，该方法成本较低，但产生的大量石膏渣难以处理。也有一些工厂采用废酸浓缩处理技术，但该方法的浓缩成本较高，远远高于市场新酸的价格，较大地增加了钛白生产成本。在煅烧废气的治理方面，业界进行了各种探索。采用煅烧窑煅烧偏钛酸废气的特点是具有一定的温度、湿含量较大、有酸雾和硫氧化物、钛白粉粉尘、水蒸汽、不凝性气体等，但排放速度和流量比较均匀，不像酸解废气集中在数分钟内猛烈排出。每生产lt颜料级钛白粉大约要排放15000～20000m3废气，废气的温度200～400℃、含有酸雾1000～2000mg/m3、SO3约10g/m3、SO2100～500mg/m3、TiO2约0.15g/m3，根据物料平衡计算废气中还含有N254％、H2O35％、O27％、CO24％。工厂一般处理方法是，首先将煅烧废气先经过沉降室沉降，将沉降的钛白粉回收，再进入水洗室用水喷淋，回收部分钛白粉、吸收部分含硫气体和降低废气温度至50℃左右。沉降室和水洗室除尘效率达90％。然后气体进入碱洗塔，吸收SO2和SO3，净化效率达90％，处理后的废气含SO3130mg/m3、SO230mg/m3，符合国家排放标准。净化后的烟气经30m高的烟囱排入大气，处理中所排废水排入升流式废水过滤池。但是对煅烧尾气的处理，由于煅烧窑口外排SO3浓度较高，尽管最终均可以达标排放，但增大了尾气处理系统的负荷，环保成本也随之升高，同时，达标排放的SO3浓度也处于国标上限。因此，如何进一步降低煅烧尾气中SO3外排量以及处理成本已成为一项亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种尽可能降低煅烧窑口排出的废气中SO3的浓度，同时保证钛白产品颜料性能的钛白生产方法。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是提供了一种钛白的清洁生产方法，该方法包括以下步骤：a、将钡盐与水混合均匀，得浆料；b、将偏钛酸与步骤a所得浆料混合均匀，经陈化、洗涤、压滤，得滤饼；c、步骤b所得滤饼进行盐处理后，经煅烧，得钛白。其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤a中，所述钡盐与水的质量比为1：1～1.5。其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤a中，所述钡盐为氯化钡、硝酸钡、钛酸钡、氧化钡、醋酸钡、钛酸钡中的至少一种。优选的，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤a中，所述钡盐为碳酸钡。其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤a中，所述钡盐的粒度为不大于-200目。优选的，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤a中，所述钡盐的粒度为200～325目。其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤b中，所述偏钛酸中SO3与浆料中钡盐的摩尔比为1：0.5～0.8。其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤b中，所述陈化的时间为0.5～1h。其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤b中，所述洗涤的标准为：用水洗涤至滤液用氯化钡检测无白色沉淀出现即可。其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤c中，所述盐处理的操作为：将步骤b所得滤饼与碳酸钾、氧化锌和磷酸混合均匀；所述碳酸钾的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.5～1.0％，所述氧化锌的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.5～1.2％，所述磷酸的加入量为步骤b所得滤饼质量的0.01～0.02％。其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤c中，所述煅烧的操作为：将盐处理后的体系置于煅烧窑内，将煅烧窑升温至380℃，窑内始终呈现氧化气氛状态，并保持4～6min/r的转速，然后40～60min内升温至720～780℃，然后保温3.5～4.5h，随后在40～60min内升温至820～880℃，保温2.5～3.5h，出窑冷却。其中，上述所述的钛白的清洁生产方法中，步骤c中，当温度刚好达到720～780℃时，收集煅烧窑内排出的酸性废气，检测废气中SO3含量为3～6g/m3。本专利技术还提供了上述所述的钛白的清洁生产方法制备得到的钛白，该钛白中二氧化钛质量含量为80％～90％，硫酸钡质量含量为10％～20％。本专利技术的有益效果：本专利技术方法将钡盐与偏钛酸混合，使得偏钛酸中的SO3生成了更加稳定的BaSO4沉淀，从而煅烧窑外排的废气中SO3含量大大降低，减轻了废气处理系统的负荷，也显著降低了达标排放的SO3参数值；加入成本低廉的钡盐，使得同样数量的偏钛酸原料生产了更多的金红石钛白产品，显著提高了经济效益；由于BaCO3的解聚作用，生成了较多纳米级TiO2粒子，抵消了钡白对钛白颜料性能的影响，从而保证了产品综合颜料性能符合国标要求。具体实施方式具体的，一种钛白的清洁生产方法，包括以下步骤：a、将钡盐与水混合均匀，得浆料；b、将偏钛酸与步骤a所得浆料混合均匀，经陈化、洗涤、压滤，得滤饼；c、步骤b所得滤饼进行盐处理后，经煅烧，得钛白。本专利技术方法为尽可能降低煅烧窑口排出的废气中SO3的浓度，采取的方法具体过程可以概括为：偏钛酸浆料+钡盐→解聚→一段沉硫→脱水→盐处理→煅烧→解聚→二段沉硫。在偏钛酸盐处理前和高温煅烧过程中，将Ba2+离子引入系统，加入钡盐，包括氯化钡、硝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钛白的清洁生产方法，其特征在于：包括以下步骤：a、将钡盐与水混合均匀，得浆料；b、将偏钛酸与步骤a所得浆料混合均匀，经陈化、洗涤、压滤，得滤饼；c、步骤b所得滤饼进行盐处理后，经煅烧，得钛白。

【技术特征摘要】
1.钛白的清洁生产方法，其特征在于：包括以下步骤：a、将钡盐与水混合均匀，得浆料；b、将偏钛酸与步骤a所得浆料混合均匀，经陈化、洗涤、压滤，得滤饼；c、步骤b所得滤饼进行盐处理后，经煅烧，得钛白。2.根据权利要求1所述的钛白的清洁生产方法，其特征在于：步骤a中，所述钡盐与水的质量比为1：1～1.5；所述钡盐为氯化钡、硝酸钡、钛酸钡、氧化钡、醋酸钡、钛酸钡中的至少一种；优选的，所述钡盐为碳酸钡。3.根据权利要求1所述的钛白的清洁生产方法，其特征在于：步骤a中，所述钡盐的粒度为不大于-200目；优选的，所述钡盐的粒度为200～325目。4.根据权利要求1～3任一项所述的钛白的清洁生产方法，其特征在于：步骤b中，所述偏钛酸中SO3与浆料中钡盐的摩尔比为1：0.5～0.8。5.根据权利要求1所述的钛白的清洁生产方法，其特征在于：步骤b中，所述陈化的时间为0.5～1h。6.根据权利要求1所述的钛白的清洁生产方法，其特征在于：步骤b中，所述洗涤的标准为：用水洗涤至滤液用氯化钡检测无白色沉淀出现...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹建新，刘延慧，邹清栎，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：发明
国别省市：四川,51