钛白废酸回收及综合利用研究进展

本文介绍了常用的硫酸回收利用技术及从钛白废酸中回收钛、铁、钪等有价金属的方法,总结了以钛白废酸为原料生产硫酸亚铁净水剂、铁系颜料、普通过磷酸钙及浸出矿石和废渣的技术,最后提出了钛白废酸回收及综合利用的发展方向。     

钛白废酸的综合利用研究现状及展望

硫酸法钛白生产中,每生产1t钛白约产生硫酸质量分数在20%左右的废酸8～10 t,废酸的治理和综合利用是解决钛白生产环境污染的一项重要工作.综述了近年来国内外对钛白废酸治理与综合利用所采取的一些措施,介绍了硫酸回收常用的浓缩、扩散渗析及萃取等方法;总结了以钛白废酸为原料生产硫酸亚铁铵、石膏、人造金红石、过磷酸钙、聚合硫酸铁及铁红颜料的各种工艺;重点阐述了从钛白废酸中分离提取钛、钒、钪、铁等有价金属的方法.提出了治理废酸的同时,综合利用钛白废酸中的各种资源,变废为宝,指明钛白废酸综合利用的发展方向.     

有机微孔膜过滤设备在钛白行业中应用问题探讨

研究了硫酸法生产钛白行业中过滤物料浓废酸、淡废酸和转窑“白水”的物理性质，分析了有机微孔膜过滤设备在钛白行业应用中存在的问题，并针对性地提出有机微孔膜过滤设备在钛白行业中的改进方向。     

硫—磷—钛产业链循环经济模式的评述

以硫酸法钛白为主体,评述了硫—磷—钛的循环经济模式,硫酸法钛白配套硫酸及磷化工,前者在硫铁矿制酸系统中可以消耗钛白废酸浓缩时产生的一水硫酸亚铁渣,后者可消耗多余的浓缩废酸,解决硫酸法钛白废副综合利用难题,并能获取一定的经济效益。针对目前有硫酸和磷化工的企业推荐了一个硫—磷—钛的佳配方案,并提供了相关工程经验和技术简述。     

硫—磷—钛产业链循环经济模式的评述

以硫酸法钛白为主体,评述了硫—磷—钛的循环经济模式,硫酸法钛白配套硫酸及磷化工,前者在硫铁矿制酸系统中可以消耗钛白废酸浓缩时产生的一水硫酸亚铁渣,后者可消耗多余的浓缩废酸,解决硫酸法钛白废副综合利用难题,并能获取一定的经济效益。针对目前有硫酸和磷化工的企业推荐了一个硫—磷—钛的佳配方案,并提供了相关工程经验和技术简述。     

钛白废酸高效高值利用工业实践

介绍了鲁北集团w（H2SO4）为20%左右钛白废酸的工业应用情况。钛白废酸经废酸预处理、与浓硫酸混配、冷却熟化、固液分离,得到w（H2SO4）为64%左右的净化酸用来萃取湿法磷酸。磷酸用于生产磷铵,副产磷钛石膏又用于制硫酸和水泥,滤渣进入硫铁矿制酸系统进行掺烧制硫酸。该工艺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。     

利用钛白废酸浸出钛石膏铁杂质及技术经济分析

钛石膏与钛白废酸是钛白粉生产过程中的副产品,其综合利用一直是难题.为了解决此难题,提出了用钛白废酸浸出钛石膏、浸出的滤渣干燥后成为去铁石膏(白石膏)、含铁滤液经过结晶处理得到绿矾的综合利用途径.通过热力学计算分析了实验原理,并在原料分析的基础上进行了优化浸出工艺条件试验,结果表明:在反应温度为70℃、废酸稀释比(酸水比...     

钛白水解废酸中钪的回收

研究了钛白水解废酸中钪的回收及钪与钛的分离。在P204-TBP萃取体系中进行了钛白水解废酸提钪实验研究,在此基础上绘制了钪的萃取等温线,并进行了串级逆流萃取实验。针对萃取后含钪钛的有机相,提出了用洗脱剂EL洗脱负载有机相中的钛,并进行了相应的实验研究。对除钛后的有机相,考察了钪反萃的影响因素。实验结果表明:P204-TBP萃取体系基本可以实现钪的回收富集,经洗脱剂EL三级逆流洗脱,钛的洗脱率可达到98%,而钪的损失率仅为4%,钪钛的分离效果明显。洗脱钛后的有机相用氢氧化钠反萃,钪的单级反萃率能达到97%以上。钛白水解废酸经一次萃取、洗脱、反萃后得到的粗钪产品纯度可达到85%。     

钛白水解废酸中钪的回收

研究了钛白水解废酸中钪的回收及钪与钛的分离。在P204-TBP萃取体系中进行了钛白水解废酸提钪实验研究,在此基础上绘制了钪的萃取等温线,并进行了串级逆流萃取实验。针对萃取后含钪钛的有机相,提出了用洗脱剂EL洗脱负载有机相中的钛,并进行了相应的实验研究。对除钛后的有机相,考察了钪反萃的影响因素。实验结果表明：P204-TBP萃取体系基本可以实现钪的回收富集,经洗脱剂EL三级逆流洗脱,钛的洗脱率可达到98%,而钪的损失率仅为4%,钪钛的分离效果明显。洗脱钛后的有机相用氢氧化钠反萃,钪的单级反萃率能达到97%以上。钛白水解废酸经一次萃取、洗脱、反萃后得到的粗钪产品纯度可达到85%。     

钛白废酸高效高值利用工业实践

山东鲁北企业集团总公司针对钛白粉生产所排放的w(H2SO4)为20%左右废酸,依托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w(H2SO4)为64%左右的净化酸,用来萃取湿法磷酸,磷酸用来生产磷铵,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,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。     

氧化锌制备过程中废硫酸和含锌废渣的再利用

以含锌工业废渣为原料,通过用废硫酸酸浸除去铁、锰重金属等杂质,再经过滤、中和、沉淀、干燥,得到氧化锌。结果表明,当废硫酸和废渣质量比为1.5∶1.0、30℃恒温条件下,前躯体氢氧化锌经120℃～150℃干燥3 h～4 h、350℃煅烧3 h,可以得到质量分数为95.3%～97.5%的氧化锌。该工艺不仅使资源的回收再利用成为可能,而且降低了"三废"治理成本,提高了产品的市场竞争力。     

硫磺流化法还原钛白石膏工艺模拟研究

利用硫磺、碳等还原硫酸法钛白粉生产副产物钛白石膏是处理钛白石膏堆放问题的方法之一。针对硫磺在回转窑分解钛白石膏制硫酸和氧化钙的过程存在时间长、硫磺用量大、硫化钙产量不高等问题,提出了以钛白石膏为原料利用酸浸法去除铁杂质后,利用硫磺为还原剂将石膏在气固竖式反应器中煅烧生成硫化钙和二氧化硫,前者再与硫酸钙煅烧制得氧化钙和二氧化硫,得到的氧化钙可以中和废酸和废水,产生的二氧化硫用来制硫酸的方法。先利用反应热力学计算软件HSC分析确定实验方案,分别在流态化实验（800 ℃,保温40 min）和煅烧实验（1 100℃,保温1.5 h）后得到硫化钙转化率与氧化钙纯度均达到90%左右。再利用Aspen软件模拟了工艺流程,模拟出二氧化硫体积分数可达12.09%,满足制硫酸的需求。硫酸生产成本估算为263.9元/t,具有较大的市场前景。     

钛石膏硫酸浸取法提取铁质氧化物及石膏的物相变化

硫酸法生产钛白粉副产大量钛石膏，因其含有较多杂质而无法直接利用，目前可采用硫酸酸浸处理提高钛石膏的品质。本文以硫酸为浸取剂，研究钛石膏中铁质氧化物在不同硫酸浓度、反应温度、固液比、反应时间条件下的溶出规律以及酸浸产物的物相变化；采用XRD、XRF、SEM等分析手段，对钛石膏酸浸前后样品的物相、化学成分、形态等进行分析。结果表明，硫酸酸浸可以有效去除钛石膏中铁质氧化物，最佳工艺条件下去除率可达93.14%，白度由原来的8.1提高至54.4。在酸浸过程中随着硫酸浓度、反应温度、固液比等浸取条件的改变，钛石膏中的二水石膏脱水形成半水石膏和无水石膏。采用硫酸酸浸法处理钛石膏，滤液经处理可获得Fe(OH)₃，废液可循环利用，将为钛石膏的资源化利用提供新途径。     

钛白废酸高效高值利用技术研究

钛白粉生产过程中,每生产It钛白粉将产生浓度w（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,如果不处理直接排放,不仅会对环境造成污染,还浪费资源,如果处理方法不当,会大幅增加生产成本。随着钛白粉产能的进一步提升和环保压力越来越大,解决钛白废酸的综合治理问题势在必行,如何处理钛白废酸,经济合理地回收其中有价值成分,已成为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。     

利用钛白废酸制备硫氧镁水泥的方法研究

钛白废酸是一种液体废物,处理不当将严重污染环境。利用钛白废酸代替硫酸制备硫氧镁水泥,既能保护环境,又可以节省成本。通过钛白废酸与氧化镁反应生成硫酸镁,再添加轻烧氧化镁和改性剂柠檬酸,即可以制成硫氧镁水泥。测试了硫氧镁水泥的凝结时间、抗压能力、微观结构和物相组成。与传统硫酸法制备的硫氧镁水泥相比,采用钛白废酸制备的硫氧镁水泥凝结时间更短,同时在抗压强度、微观结构和物相组成方面两者基本一致,证明利用钛白废酸制备硫氧镁水泥是可行的。     

盐酸浸出钛石膏实验研究

钛石膏是钛白粉生产过程中利用石灰中和钛白废酸而形成的一种工业固体废弃物。同时由于钛石膏含有多种有价金属元素,也是重要的二次资源,必须加以回收利用。利用盐酸浸出钛石膏,回收有价金属元素,实现钛石膏的综合利用。研究了盐酸浓度、浸出温度、浸出时间以及液固质量比等因素对浸出效果的影响。实验结果表明,在盐酸质量分数为15%、浸出时间为60 min、浸出温度为90 ℃、液固质量比为6∶1时,金属铁的浸出率>90%。该处理工艺流程简单,处理成本低,为钛石膏的利用提供一种新途径。     

钛白废酸浸出赤泥脱碱实验研究与动力学分析

依据赤泥强碱性和钛白废酸呈酸性的特点,利用钛白废酸浸出赤泥脱碱。考察了搅拌速率、液固比、浸出温度和浸出时间对赤泥脱碱效果的影响,同时对赤泥脱碱过程进行了理论分析和动力学研究。结果表明:在浸出温度为70 ℃,搅拌速率为400 r/min,液固比为5 mL/g和反应时间为60 min的条件下,赤泥脱碱率大于99%,脱碱液pH值为6.2。利用钛白废酸浸出赤泥,赤泥脱碱率高,脱碱渣中铁品位也得到了富集,可以作为提取回收铁的二次矿产资源。钛白废酸能够显著破坏赤泥中钙霞石的晶体结构,使得结构碱几乎全部溶解,脱碱渣中出现硬石膏衍射峰,赤铁矿衍射峰也可明显分辨。该脱碱过程受未反应核收缩模型(USCM)中的内扩散关键步骤控制,线性相关系数大于0.99,脱碱反应速率常数随着温度升高而增加,表观活化能(E_a)为13.12 kJ/mol。     

用钛白废渣七水硫酸亚铁生产聚合硫酸铁

硫酸法钛白粉排放大量FeSO4.7H2O废渣,目前主要用其生产铁黑、铁黄、铁红等铁系颜料及FeSO4.H2O饲料。但由于铁系颜料及FeSO4.H2O饲料的国内、国际市场容量有限,FeSO4.7H2O废渣的处理已成为我国硫酸法钛白粉快速发展的瓶颈之一。聚合硫酸铁是一种新型无机高分子絮凝剂,广泛用于各种工业污水的混凝净化处理,市场容量很大。利用钛白粉废渣作为原料,经过精制,将废渣所含的氧化钛回收返回钛白粉生产线,利用高效、节能、成熟的工装设备,采用催化及直接氧化法生产高质量的液体聚合硫酸铁,具有很好的经济效益和环境效益。     

硫酸法钛白粉生产废酸液的综合利用

概述了硫酸法钛白粉生产废酸液的几种处理技术,提出了综合利用废酸液与工业废氨水生产硫酸氨、氧化铁黑的技术方案,并分析了项目的经济和环保效益。     

钛白废酸循环利用工艺的研究

钛白废酸循环利用工艺是采用反渗透法将质量分数为20%的钛白废酸浓缩到45%,一部分作为酸解用酸的稀释水,一部分用作硫酸锰的酸解用酸,剩余的45%的浓废酸与质量分数为98%的浓硫酸调配增浓、冷冻、除杂,作为补充水送到硫酸生产装置的吸收系统再制酸。以德天化工为例,实施该工艺每年可减排废酸14.29万t,节约中和废水的石灰2.86万t,减排废水11.43万t,原材料硫酸消耗节省2.86万t,表明该工艺具有技术先进性和推广性。