[发明专利]硫酸法钛白粉生产废副产品回收利用的方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及硫酸法钛白粉生产废副产品回收利用的方法，具体的说，本发明提供对硫酸法生产钛白粉中伴生的浓缩硫酸液的冷却、除杂以及配制的方法。

背景技术

目前，全球性能优异的白色颜料——二氧化钛的持续增长需求主要由硫酸法和氯化法两种产品提供，氯化法钛白粉生产技术被西方发达国家以“清洁工艺”所推崇和垄断，而硫酸法具有原料来源充足和生产成本低等优点，因此，在目前乃至将来相当长的一段时期内，硫酸法生产钛白粉工艺在我国钛白粉行业都将占据主导地位。

硫酸法生产钛白粉中必定要消耗大量的工业硫酸来进行生产，在消耗大量工业硫酸的同时，自身又要产生大量稀废硫酸，这种废酸液的浓度约为15～25％(重量)的H2SO4。目前，人们正通过回收废酸并将其转变成有用的材料或产品来改变环保条件，努力使硫酸法生产工艺对环境的影响逐渐与氯化法不分上下，因此，如何将自身产生的稀废硫酸提浓后重新用于酸解工艺或外销其它耗酸企业，降低钛白粉生产消耗和成本，同时减少三废排放，实现科学发展，成为我国钛白粉行业目前竞相研究的课题。

稀废硫酸的回收必须通过各种浓缩方法来实现。目前，国内钛白粉生产企业的稀废硫酸浓缩大都采用分段浓缩、分段除杂的工艺，以解决设备腐蚀、结垢堵塞、能源消耗高等诸多问题。根据用酸品质的要求不同，浓缩和除杂的段数也不同，最少有一段的，最多有三段的。

浓缩后的硫酸一般还需经过三个步骤的处理才能重新用于硫酸法钛白粉生产过程的酸解工序或其它耗酸企业。这三个步骤是：第一步、先将浓缩硫酸进行冷却熟化，然后用压滤机过滤，除去其中的以一水硫酸亚铁为主的固体结晶物；第二步、将浓缩硫酸与工业硫酸混合，制得符合工艺要求浓度的硫酸；第三步、两种酸混合后会进一步析出一部分以一水硫酸亚铁为主的固体结晶物，与此同时产生大量的混合热，使硫酸温度升高，因此还需将混合硫酸再进行冷却熟化，然后再用压滤机过滤，除去其中的以一水硫酸亚铁为主的固体结晶物。

不难看出，现有的浓缩硫酸的冷却、除杂和配制工艺流程过长，投资较大，开车率低，生产维护和组织管理的成本也必然较高，这在全球性竞争加剧和环保要求高而二氧化钛价格越来越低的压力下，企业往往由于要承受越来越高的运行费用，使产品在竞争中丧失自身的优势。

发明内容

因此，本发明的任务是开发一种显著降低成本和节约投资的处理方法，通过采用大流量强制循环工艺，实现对按硫酸法生产钛白粉时伴生的废酸液的经济回收，重新利用于酸解工序，或送硫酸生产装置的吸收工序作吸收酸，也可作为成品酸外销其它耗酸企业。

根据本发明，上述任务通过以下方法步骤体现的技术方案来解决。

本发明的硫酸法钛白粉生产废副产品回收利用的方法，首先，将来自废酸浓缩装置的未经冷却、除杂的浓缩硫酸直接送至冷却器循环冷却，在冷却的同时加入工业硫酸，采用由硫酸循环泵、冷却器和循环酸管路组成的大流量强制循环系统对这两种硫酸在冷却循环回路中进行冷却和混合，由浓缩硫酸带入的热量和工业硫酸混合产生的热量被冷却水一并移走，然后，将含有固体结晶物的被冷却的硫酸在循环酸管路的压力作用下，自动排出一部分被泵入压滤机过滤除杂，最终过滤出来的压滤渣送亚铁回收装置；过滤出来的硫酸通过硫酸输送泵送用酸装置或外销。

上述的冷却、除杂和压滤配置三个工序通过所述的强制循环系统合为一个工序。其中所述的硫酸循环泵采用大流量、低扬程的轴流泵或混流泵。

所述的来自废酸浓缩装置的未经冷却、除杂的浓缩硫酸的浓度在24％～75％的范围内。所述的在冷却的同时加入的工业硫酸的浓度在92％～98.5％的范围内。所述的混合后的低温硫酸浓度根据用酸品质的不同控制在45％～92％，混合后的硫酸经冷却器被冷却水移走热量，使循环酸的温度维持在55～65℃。

本发明的方法主要具有如下优点：

1、本发明将硫酸法钛白粉生产中浓缩硫酸的冷却、除杂和配制三个工序合为一个工序，大大简化了生产流程，降低了投资和生产运行成本。

2、本发明采用大流量强制循环工艺，由于压滤机使用温度要求控制在60℃左右，使得循环硫酸的温度较低，其温差较小，大幅降低了对硫酸循环泵的材质要求，延长了其使用寿命，而且生产维护成本大幅降低。

3、由于采用大流量强制循环工艺，冷却器硫酸一侧的流速较高，使得冷却器硫酸一侧结垢的速度大幅降低，因此开车率比现有技术明显提高。

4、本发明采用大流量、低扬程的硫酸循环泵，其扬程只需要克服管路阻力损失即可，因此，电机功耗大幅降低，硫酸循环泵可直接选用轴流泵或混流泵。