本发明专利技术提供了一种钛白废酸高值高效利用的方法，属于工业废酸的综合利用技术。针对钛白粉生产所排放的ω(H2SO4)20%左右废酸，经过预处理、与浓硫酸混配、冷却熟化、固液分离过程，得到ω(H2SO4)64%左右的净化酸，用来萃取湿法磷酸，磷酸用来生产磷酸盐，副产磷钛石膏用来制硫酸和水泥，滤渣进入硫铁矿制酸系统进行掺烧制硫酸，并消除了资源化利用过程中副产品对下游产品的影响，解决了钛白废酸和磷钛石膏污染排放的世界性难题，具有很好的推广应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业废酸的综合利用
，尤其涉及。
技术介绍
钛白粉是当今国内外最重要的化工原料之一，2010年我国钛白粉年生产能力已突破200万t。目前生产钛白粉的方法有硫酸法和氯化法两种，我国除攀锦钛业3万t采用氯化法外，其余均为硫酸法生产。硫酸法具有原料来源充足、工艺成熟、操作简单、产品品种齐全等优点，但也存在流程长、操作复杂、“三废”排放多等缺点，尤其是废酸排放量大。据统计，硫酸法钛白粉在生产过程中，每生产U钛白粉将产生浓度ω (H2SO4) 20%左右的废酸 6_8t，这种废酸除含有H2SO4外，还含有大量的铁、钛等杂质，这些废酸如果不经处理直接排放，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。 当前，随着环保压力越来越大，产能的进一步提升，解决钛白废酸的综合利用问题势在必行，如何处理钛白废酸，经济合理地回收其中有价值成份，已成为硫酸法钛白粉企业的一个重要技术难题，也是困扰环境保护与钛白工业发展的重大问题。目前处理废酸的方法主要采用传统的浓缩工艺，该工艺虽然解决了钛白废酸的综合利用问题，但整套系统复杂，投资较大，运行能耗高，处理废酸成本高，因结垢问题需经常停运清理，导致运行周期短。国内钛白废酸综合利用方面已公开的专利很多，主要有“利用钛白废酸制取高纯度磷酸一铵的方法”(专利号200510121279. X)、“一种用钛白废酸生产普钙的方法”(专利号ZL03125193.5)、“一种钛白废酸用于生产磷酸的方法”(申请号 201010113473. 4)等，但这些专利所生产的产品品种单一，有废副排放，工艺复杂，均无法实现钛白废酸和二次废副产物中硫、磷、钛的高效高值，循环利用。
技术实现思路
本专利技术提供了，解决了废酸混配净化、净化酸萃取湿法磷酸、磷酸生产磷酸盐、副产磷钛石膏制硫酸和水泥、滤渣掺烧硫铁矿制硫酸的一系列综合利用技术问题。本专利技术人针对钛白粉生产所排放的ω (H2SO4) 20%左右废酸，依托其磷铵副产磷石膏制硫酸联产水泥装置，研究建立了废酸预处理、与浓硫酸混配、冷却、熟化、固液分离等工艺流程，得到ω (H2SO4) 64%左右的净化酸，用来萃取湿法磷酸，磷酸用来生产磷酸盐，副产磷钛石膏用来制硫酸和水泥，滤渣进入硫铁矿制酸系统进行掺烧制硫酸，并消除了资源化利用过程中副产品对下游产品的影响，实现了钛白废酸的高效高值利用，解决了钛白废酸和磷钛石膏污染排放的世界性难题，具有很好的推广应用前景。本专利技术的目的实现包括以下步骤(1)废酸预处理来自硫酸法钛白粉生产中的废酸经澄清后，送入到废酸预处理槽， 按质量TiO2 :Η3Ρ04=2 1比例加入磷酸。废酸预处理加入H3PO4的目的是使TiOSO4生成Ti3(PO4)4 沉淀除去 Ti4+。(2)与浓酸混配预处理后的废酸送入混酸槽，与ω (H2SO4) 98% (或者93%)的浓硫酸在混酸槽中搅拌混合，制得ω (H2SO4)64%左右的混酸。此过程放热，为防止局部沸腾飞溅伤人，控制配酸温度<95°C。废酸与浓硫酸混配浓度为ω (H2SO4) 64%左右是因为硫酸亚铁在该浓度溶解度低，可除去Fe2+。(3)冷却熟化将得到的ω (H2SO4)64%左右混酸经酸冷却器降温至彡65°C后，送熟化槽熟化、搅拌冷却4h。冷却器为高效的大孔径竖立式石墨换热器，可有效防止结垢堵塞； 为节约淡水，可以海水为冷却介质。混酸通过换热器后温度显著降低，有大量固体析出，温度变化大，沉淀更多，熟化的目的是为形成粗大的结晶沉淀，熟化槽为两个，压滤和熟化可更替进行。(4)固液分离将熟化冷却后的ω (H2SO4) 64%左右混酸经过滤后，滤液去净化酸储槽，滤渣按批次送至硫铁矿制酸系统。得到的混酸滤液最佳净化指标为ω (H2SO4) = (64士 1)%、ω (FeSO4X 1. 0%、ω (TiOSO4X 0. 3%，滤渔主要成分为 ω (FeSO4 ·H2O) 50%、 ω (H2SO4) 20%左右。所述过滤设备为隔膜压滤机或板框压滤机。(5)萃取湿法磷酸制磷酸盐将ω (H2SO4) 64%左右净化滤液经计量后进入湿法磷酸萃取槽与磷矿浆进行酸解反应6h，用返回的淡磷酸控制液固比(2. 5 3):1，液相SO3控制0.03 0.04g/ml，完成转化结晶后打入过滤机进行分离，磷酸去生产磷酸盐，副产磷钛石膏去制硫酸和水泥。所述湿法磷酸制磷酸盐装置为公知技术，本专利技术利用该装置创造性用混配净化酸代替了传统新鲜硫酸，萃取率>97%，磷酸ω (P2O5)S 20%，磷钛石膏ω (P2O5) ^ 1. 5%、Fe2O3 ^ 0. 5%ο(6)磷钛石膏制硫酸联产水泥因磷钛石膏中Fe、Ti含量较高，可导致烧成提前出现液相，通过提高饱和比和优化烧成指标可解决水泥回转窑结圈现象，所产硫酸和水泥产品质量达到国家标准。所述石膏制硫酸和水泥装置为公知技术，本专利技术利用该装置创造性用磷钛石膏为原料代替了传统的磷石膏，经参数调整、操作优化消除了资源化利用过程中副产品对下游产品的影响。(7)滤渣掺烧硫铁矿制硫酸根据硫铁矿的品位，滤渣掺烧比例为25% 30%，也可采用硫铁矿+硫磺+ —水亚铁方式进行。所述硫铁矿制硫酸装置为现有公知技术。本专利技术的有益效果是本专利技术的，包括废酸预处理；与浓硫酸混配；冷却熟化；固液分离；滤液制磷酸盐、硫酸和水泥步骤，本专利技术人针对钛白粉生产所排放的ω (H2SO4) 20%左右废酸，依托其磷铵副产磷石膏制硫酸联产水泥装置，研究建立了废酸预处理、与浓硫酸混配、冷却、熟化、固液分离等工艺流程，得到 ω (H2SO4) 64%左右的净化酸，用来萃取湿法磷酸，磷酸用来生产磷酸盐，副产磷钛石膏用来制硫酸和水泥，滤渣进入硫铁矿制酸系统进行掺烧制硫酸，并消除了资源化利用过程中副产品对下游产品的影响，实现了钛白废酸的高效高值利用，解决了钛白废酸和磷钛石膏污染排放的世界性难题，具有很好的推广应用前景。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。其中1_废酸预处理槽，2-废酸泵，3-混酸槽，4-循环酸泵，5-酸冷却器，6-熟化槽，7-压滤酸泵，8-硫铁矿制酸装置，9-压滤机，10-净化酸贮槽，11-湿法磷酸制磷酸盐装置，12-石膏制硫酸联产水泥装置。具体实施例方式本专利技术实施例工艺流程见图1。将含ω (H2S04)20%左右澄清的钛白废酸送入废酸预处理槽1中，测定TiO2含量， 按质量TiO2: H3PO4= 2 :1比例加入磷酸，生成磷酸钛沉淀。用废酸泵2将预处理后废酸打入混酸槽3，与浓硫酸在混酸槽3中搅拌混合，并控制配酸温度彡95 0C，制成ω (H2SO4>64% 左右浓度混酸。用循环酸泵4将混酸打入酸冷却器5降温冷却至< 65°C后，送熟化槽6熟化、搅拌冷却4h。熟化后废酸交替用压滤酸泵7送至压滤机9进行压滤，滤液送至净化酸贮槽10，滤渣运去硫铁矿制硫酸装置8用于掺烧制硫酸。净化酸贮槽10中净化酸控制到ω (H2SO4)= (64士 1)%、ω (FeSO4)彡 1. 0%、ω (TiOSO4)彡 0. 3%，经计量后送入湿法磷酸制磷酸盐装置11与磷矿浆进行酸解反应6h，用返回的淡磷酸控制液固比(2. 5 3):1，液相SO3 控制0. 03 0. 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王玉瑞，吕天宝，崔兆杰，刘希岗，武文焕，殷永泉，翟洪轩，廖世洪，高强，鲍树涛，马文国，陈金国，
申请(专利权)人：山东鲁北企业集团总公司，
类型：发明
国别省市：
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