一种利用钛白废酸预处理磷矿的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用钛白废酸预处理磷矿的方法，它包括以下工艺步骤：（1）将钛白废酸收集到废酸贮槽中，控制钛白废酸的硫酸质量百分含量为20-30%，硫酸亚铁的质量百分含量为10-14%；（2）将稀释水与钛白废酸按4-10：1的质量比混合稀释，控制硫酸质量百分含量在1-8%；（3）将稀释后的钛白废酸和磨好的磷矿加入反应槽中进行反应得到反应料浆，将所得反应浆料进行固液分离，分离所得固相即为预处理后的磷矿。本发明专利技术预处理方法不仅脱镁率高，磷损失率低，而且解决了酸浓度波动对预处理pH值的影响，它适用于不同规模的湿法磷酸生产，生产效率高，运行成本低，经济实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了ー种利用硫酸法钛白粉生产过程中的钛白废酸对湿法磷酸的磷矿进行预处理的方法，涉及钛化工的废酸处理和磷化工中磷矿净化一体化技木，属于钛化工和磷化工产业的副废循环综合利用

技术介绍
我国钛白企业绝大部分的生产方法为硫酸法，它是将钛铁粉与浓硫酸进行酸解反应生成中间体硫酸氧钛，硫酸氧钛需水解成偏钛酸和硫酸，偏钛酸再经水洗、煅烧、粉碎等エ艺得到钛白粉产品。每生产I吨钛白粉会产生5-6吨的废硫酸即钛白废酸(含硫酸20%-30%，硫酸亚铁10-14%)，并在后续的水洗偏钛酸エ序中，会产生16-25吨的酸性废水 (含硫酸2-5%，硫酸亚铁O. 3-0. 5%)。对20-30%钛白废酸回收处理有很多专利技术及相关报道，例如专利CN1966400A通过扩散渗析的方式，得到低硫酸亚铁含量的稀硫酸，再用于钢铁表面处理等；专利CN1330562C通过烟气和蒸汽ニ级浓缩方式对废酸进行浓缩到硫酸55-60%后，回用于钛白酸解エ段。专利CN1171777C和CN101049915分别利用气液分离型非挥发性溶液浓缩装置和转窑尾气热量对20%左右的稀酸进行浓缩回收利用。钛白废酸的利用还有用于其它行业，如生产硫酸亚铁、制备人造金红石、活性白土、锰盐、硫酸亚铁镁、硫酸锌等产品。专利CN1274590C采用钛白废酸除硫酸亚铁后和磷矿粉反应制取普钙。专利CN101871045B采用钛白废酸生产金属锌。但钛白废酸用于磷矿浄化处理还未见相关报道。对于钛白废酸的处理，目前较常用的是回用于钛白酸解エ段，它需浓缩到一定程度才能完全解决废酸的回用问题，此外钛白废酸的浓缩的费用较高，基本与新鲜浓硫酸相当。钛白废酸回用比例高时，硫酸氧钛中的杂质如钒，铬、锰等在钛液中逐渐富集，给成品钛白粉的质量造成一定影响，不利于生广闻档钦白粉广品。磷肥和磷酸盐行业通常先将磷矿用硫酸酸解制取湿法磷酸，然后将湿法磷酸加工成各种产品。磷矿中存在着铁、铝、镁等有害杂质，不但増加酸解时硫酸的单耗，而且会増加后续加工的难度并会影响最终产品的质量。特别是磷矿中的镁主要以碳酸盐形式存在，在磷矿酸解过程中几乎全部进入湿法磷酸中，使后续加工困难，并对磷酸盐产品的质量产生不利影响。因而需要对磷矿进行预处理，以除去这些有害杂质。国内外通常采用浮选和湿法除镁两类エ艺。前者存在设备投资大，エ艺流程长，単位成本高，磷收率低的弊端。因此，各类湿法脱镁技术应运而生。如ニ氧化硫气体或亚硫酸处理磷矿(CN88105674)脱镁、使用脱镁捕收剂(CN101011582)脱镁，四川化工杂志2005第5期“磷矿净化脱镁的研究”介绍了使用浓硫酸稀释后脱镁。浓硫酸直接稀释后用于磷矿脱镁，存在磷损失率大、效果的重现性差的不足。其原因在于硫酸的酸性很强，在脱镁过程中不可避免出现局部浓差现象，这都可能导致磷矿分解反应发生，从而脱镁与磷损失不能兼顾。磷肥与复肥杂志1993年第I期“磷矿除镁方法”指出，鉴于硫酸是ニ元酸，两个氢离子的离解常数差别很大，如果有效地使用第二氢离子与磷矿反应，可以尽可能避免磷矿被分解而带来的磷损失。中国专利90107689. 9考虑到硫酸根一级电离形成局部强酸环境可能带来的磷损失，利用过量的含碳酸镁盐的矿物首先和硫酸反应生成硫酸氢镁作为酸化洗涤剂进行脱镁反应。由于其克服了硫酸酸性过强和局部浓差现象的问题，脱镁过程中磷的损失有所降低，但是由于该エ艺使用硫酸氢镁脱镁，存在同离子效应，脱镁率难免有所降低。上述各种脱镁エ艺，都要消耗浓硫酸，不能解决降低湿法磷酸生产的酸耗的目的。只有当磷矿中含镁过高，严重影响湿法磷酸操作时才有意义，并且操作过程中还存在磷损耗大或脱镁低的问题，两者不能兼顾。四川龙蟒钛业股份有限公司于2009年12月31日申请的专利CN101759166B，公 开了ー种利用钛白生产过程中的酸性废水预处理磷矿的方法，公开了ー种利用钛白生产过程中的酸性废水预处理磷矿的方法，它是将酸性废水(控制硫酸质量百分含量为2-5%，总铁质量百分含量为O. 3-0. 5%)与固含量为75%以上的磷矿粉在反应槽中进行反应得到反应料浆，将反应料浆进行固液分离，分离所得固相即为预处理后的磷矿，使用该方法处理磷矿磷损失率极低，脱镁率高，能有效地解决磷矿镁含量高，影响湿法磷酸生产的问题，并降低了酸性废水的中和费用。但是酸性废水来源于水解料浆洗涤过程中的洗水，前期酸浓度和铁含量较高，后期较低，整个过程中，酸性废水的浓度波动较大，从最初的近20%的硫酸浓度，到结束时的O. 4%，硫酸浓度波动极大。在磷矿预处理过程中，酸浓度波动会造成预处理过程中的PH值发生较大变化，当酸浓度突然升高时，会造成磷矿中的磷分解，影响磷收率，増加污水站水处理的环保压力。要想稳定磷矿预处理过程的PH值，一般有两种方法一种是用极大的储槽来缓冲酸性废水，一般情况下，需6-8小时的流量的储槽才能有效地调控酸性废水的水质。I吨钛白粉，产生酸性废水的量为40m3，钛白粉每小时产量按20吨计算，则需4800m3的储槽，其工程造价较高。另ー种是在线的控制设备，通过随时监控预处理过程中的PH变化情况，来调节酸性废水的流量。由于在线PH计在预处理料浆中使用寿命较短且相关的自动控制设备价格较高，故一般在エ业应用中使用极少。同时对一定产能的钛白粉而言，排出的钛白废酸和酸性废水中的硫酸量是一定的。酸性废水预处理磷矿，当磷矿的质量和酸性废水浓度一定吋，能处理的磷矿量就确定了。当湿法磷酸的生产规模较大吋，酸性废水量不足以满足磷矿预处理要求吋，处理后磷矿中的镁含量较高，脱镁率较低，磷矿的脱镁率达不到预期目标，给湿法磷酸的生产带来负面影响。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于针对现有技术的不足，提供ー种利用硫酸法钛白粉生产过程中产生的钛白废酸对磷矿进行预处理的方法，该预处理方法不仅脱镁率高，磷损失率低，而且解决了酸浓度波动对预处理PH值的影响，它适用于不同规模的湿法磷酸生产，生产效率高，运行成本低，经济实用。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的ー种利用钛白废酸预处理磷矿的方法，包括将酸性溶液与固含量为75%以上的磷矿粉在反应槽中进行反应得到反应料浆，将反应料浆进行固液分离的エ艺步骤，其特征在于所述的酸性溶液由以下エ艺步骤制得(1)将硫酸法钛白粉生产过程中的钛白废酸收集到废酸贮槽中，控制钛白废酸的硫酸质量百分含量为20-30%,硫酸亚铁的质量百分含量为10-14%; (2)将稀释水与钛白废酸按4-101的质量比混合稀释，控制硫酸质量百分含量在I-8% ο本专利技术エ艺方法中，稀释钛白废酸所用的稀释水为为硫酸法钛白生产中的外排水或酸性废水。本专利技术利用硫酸法钛白生产路线产出的钛白废酸稀释后预处理磷矿，使磷矿中的钙、镁等有害杂质尽可能除去，提高磷矿酸解后湿法磷酸的质量。采用钛白废酸处理磷矿，可以有效地减少钛白废酸的处理量，降低浓缩费用，弥补酸性废水处理磷矿的不足。钛白废酸为水解料浆未洗涤前的滤液，硫酸法钛白粉的重点エ序为酸解、水解、煅烧、包膜，水解采用DCS程序控制，故水解料浆的质量在水解エ艺一定的情况下，是相当稳定的，从而钛白 废酸的质量是非常稳定的，酸浓度的波动不大，当其用于处理磷矿时，稳定预处理的PH值根本不需储槽来调控，仅需添加一个エ业常用耐酸的管式混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种利用钛白废酸预处理磷矿的方法，包括将酸性溶液与固含量为75%以上的磷矿粉在反应槽中进行反应得到反应料浆，将反应料浆进行固液分离的エ艺步骤，其特征在干所述的酸性溶液由以下エ艺步骤制得 (1)将硫酸法钛白粉生产过程中的钛白废酸收集到废酸贮槽中，控制钛白废酸的硫酸质量百分含...

【专利技术属性】
技术研发人员：文军，蔡平雄，曾小林，朱全芳，李伟，向书刚，
申请(专利权)人：四川龙蟒钛业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：