一种钛白废酸制备钛石膏的方法技术

本发明专利技术提供了一种钛白废酸制备钛石膏的方法，所述方法包括如下步骤：(1)搅拌条件下，将中和药剂分30‑60次加入至钛白废酸中进行中和反应；(2)步骤(1)所述中和反应结束所得浆料进行静置处理，固液分离，干燥固液分离后所得固体，得到所述钛石膏。本发明专利技术将中和药剂分批次加入到钛白废酸溶液中，通过控制添加中和药剂的时间间隔，克服了中和反应生成的硫酸钙阻碍中和反应持续进行的缺陷，获得了二水硫酸钙含量≥85％的钛石膏。本发明专利技术提供的方法工艺简单，有利于提高钛白废酸的利用效果，提高了所得钛石膏的产品质量并提高企业的经济效益，具有良好的工业应用前景。

A method for preparing titanium gypsum from titanium dioxide waste acid

【技术实现步骤摘要】
一种钛白废酸制备钛石膏的方法
本专利技术属于废水利用
，涉及一种钛石膏的制备方法，尤其涉及一种钛白废酸制备钛石膏的方法。
技术介绍
钛白粉是当今国内最重要的化工原料之一，目前，钛白粉的生产方法包括硫酸法和氯化法，硫酸法为主要生产钛白粉的方法。硫酸法生产钛白粉具有原料来源充足、工艺成熟、操作简单而且产品品种齐全等优点，但也存在流程长、操作复杂并且“三废”排放多等缺点，尤其是废酸排放量大。硫酸法生产钛白粉产生的废酸中除了含有H2SO4外，还含有大量的镁、铁等杂质，这些废酸如果不经过处理直接排放，不仅会对环境造成污染，还浪费资源，如果处理方法选择不当，会大幅度增加生产成本。目前，企业采用的主要方法为加入石灰或电石渣进行中和，进而得到中和处理产物石膏。石膏是一种应用历史悠久的建筑材料，与石灰、水泥并列为无机凝胶材料中的三大支柱材料。它具有重量轻、耐火性能好、传热传声小、施工高效、对人体亲和无害等优点。然而采用简单的中和工艺生成的二水石膏的颗粒细小，分离后石膏中的游离水含量常常在35-50％之间，由于石膏所含游离水含量太高，无法在水泥厂水泥磨的进料口水厂进料，从而使得废硫酸和石灰或碳酸钙中和后形成的石膏无法作为水泥的缓凝剂使用。此外，过细的石膏颗粒和过高的游离水含量也使得采用简单中和工艺生产出来的石膏无法煅烧出力学性能合格的建筑石膏粉。对此，CN105858705A公开了一种废硫酸溶液制备低游离水含量二水石膏的方法：(1)将碳酸钙按固含量5-30％的比例加入反应釜内的水中，形成悬浮液；(2)转晶剂采用氨基三亚甲基膦酸溶液，加入到步骤(1)的悬浮液中；(3)废硫酸溶液与碳酸钙按照摩尔比1:1的比例量取，并将废硫酸溶液加入到反应釜内；(4)在转速为120-300r/min，使碳酸钙与废硫酸发生中和反应；(5)将中和反应后生成的石膏悬浮液进行离心机脱水或压力脱水，得到地游离水含量二水石膏。CN105858705A通过控制转晶剂浓度、碳酸钙粒度和废硫酸浓度等工艺条件，获得形貌规则、中位径最大为39.84μm，游离水含量最低为13.4％的二水石膏。CN105439483A公开了一种低含水率白色钛石膏生产方法，所述生产方法相硫酸法生产钛白粉的废酸水中加入晶种，加入量为低含水率白色钛石膏预期产量的5-10％，然后加入石粉，反应时间为4-7h，反应后pH为2.5-3.5，经浓缩、脱水以及洗涤后得到低含水率白色钛石膏。苏年英等人的研究(“机械活化石灰石粉处理钛白废酸制备水泥用石膏”，有色金属，2018(11):76-79)在石灰中和法的基础上引入机械活化法，利用工业球磨机将石灰石磨制成石灰石粉后，以石粉做反应中和剂，直接与钛白废酸进行中和反应，所制取的石膏中二水硫酸钙的含量≥75％。上述方法利用碳酸钙对钛白废酸进行中和处理，但是处理过程中生成的硫酸钙会覆盖在未反应的碳酸钙表面，使中和反应中碳酸钙的转化率较低，从而使制备得到的石膏中二水硫酸钙的含量与理论含量存在一定的差距。因此，提供一种使制备得到的石膏中二水硫酸钙含量较高的方法，有利于提高钛白废酸的利用效果，提高所得钛石膏的产品质量并提高企业的经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钛白废酸制备钛石膏的方法，所述方法将中和药剂分批次加入到钛白废酸溶液中，通过控制添加中和药剂的时间间隔，克服了中和反应生成的硫酸钙阻碍中和反应持续进行的缺陷，获得了二水硫酸钙含量≥85％的钛石膏。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种钛白废酸制备钛石膏的方法，所述方法包括如下步骤：(1)搅拌条件下，将中和药剂分30-60次加入至钛白废酸中进行中和反应；(2)步骤(1)所述中和反应结束所得浆料进行静置处理，固液分离，干燥固液分离后所得固体，得到所述钛石膏。本专利技术所述钛白废酸中硫酸的质量分数为1-20wt％，例如可以是1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、16wt％、18wt％或20wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。本专利技术通过将中和药剂分次加入到钛白废酸中，克服了一次性加入造成的先生成CaSO4阻碍反应持续进行的缺陷，提高了中和药剂的转化率，而且提高了制备得到的钛石膏中二水硫酸钙的含量。本专利技术所述将中和药剂份30-60次加入至钛白废酸中，为将中和药剂均分为30-60份，每隔一定时间将其中的一份中和药剂添加至钛白废酸中，进而实现中和药剂分30-60次加入至钛白废酸中。若中和药剂均分份数较少，则中和药剂与钛白废酸反应不均匀，过多的硫酸钙包覆未反应的中和药剂使最终所得钛石膏中的品质下降；若中和药剂均分份数较多，则会使反应时间过长，不利于提高反应效率。优选地，所述中和药剂与钛白废酸中硫酸的质量比为(1-1.2):1，例如可以是1:1、1.05:1、1.1:1、1.15:1或1.2:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为(1-1.15):1。优选地，所述中和药剂包括碳酸钙、氧化钙或氢氧化钙中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括碳酸钙与氧化钙的组合，氧化钙与氢氧化钙的组合，碳酸钙与氢氧化钙的组合或碳酸钙、氧化钙与氢氧化钙的组合。本专利技术所述碳酸钙包括但不限于轻质碳酸钙和/或重质碳酸钙，还包括以碳酸钙为主要成分的石灰石。优选地，所述中和药剂的平均粒径为10-20μm，例如可以是10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm或20μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为15μm。优选地，相邻两次加入中和药剂的时间间隔为0.5-8min，例如可以是0.5min、1min、1.5min、2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min、5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min或8min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，将中和药剂分30-60次加入至钛白废酸的过程中，中和药剂的投加时间间隔相同。优选地，步骤(1)所述搅拌的转速为150-500r/min，例如可以是150r/min、200r/min、300r/min、400r/min或500r/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，步骤(1)所述中和反应的温度为30-60℃，例如可以是30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，所述方法还包括步骤(1)之前对钛白废酸进行预搅拌的步骤。优选地，所述预搅拌的转速为150-500r/min，例如可以是150r/min、200r/min、300r/min、400r/min或500r/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用；时间为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛白废酸制备钛石膏的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)搅拌条件下，将中和药剂分30-60次加入至钛白废酸中进行中和反应；/n(2)步骤(1)所述中和反应结束所得浆料进行静置处理，固液分离，干燥固液分离后所得固体，得到所述钛石膏。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛白废酸制备钛石膏的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)搅拌条件下，将中和药剂分30-60次加入至钛白废酸中进行中和反应；
(2)步骤(1)所述中和反应结束所得浆料进行静置处理，固液分离，干燥固液分离后所得固体，得到所述钛石膏。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中和药剂与钛白废酸中硫酸的质量比为(1-1.2):1，优选为(1-1.15):1。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述中和药剂包括碳酸钙、氧化钙或氢氧化钙中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述中和药剂的平均粒径为10-20μm，优选为15μm。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，相邻两次加入中和药剂的时间间隔为0.5-8min。


5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述搅拌的转速为150-500r/min；
优选地，步骤(1)所述中和反应的温度为30-60℃。


6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤(1)之前对钛白废酸进行预搅拌的步骤。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预搅拌的转速为150-500r/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：张婧，孟醒，
申请(专利权)人：江苏一夫科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32