[发明专利]钛白粉生产过程中酸性废水的处理及回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及化工生产，尤其涉及一种钛白粉生产过程中酸性废水的处理及回收工艺。

背景技术

钛白粉具有优异的物理、化学、光学和颜料性能，已获得广泛应用，是一种重要的日用及化工原料。钛白粉生产方法主要有硫酸法和氯化法。硫酸法由于对原料要求低，工艺成熟，符合中国国情，目前国内钛白粉的生产以硫酸法为主。

采用硫酸法生产钛白粉，工艺路线长，三废排放量大，污染较严重，是目前生产企业面临的主要问题。同时钛白粉收率低，与国外先进水平相比仍存在较大差距。目前我国中小型钛白装置的TiO₂收率平均约74-79％，比国外低5-10％左右。由于TiO₂收率低，造成原材料单耗高，产品成本上升，这是目前我国钛白工业急需解决的问题之一。

硫酸法生产钛白粉的原理是，以钛精矿或酸溶性钛渣为原料，与硫酸反应进行酸解，得到硫酸氧钛溶液，再经水解得到偏钛酸沉淀，再进入转窑煅烧产出TiO₂。

在硫酸法生产钛白的过程中，每生产1t钛白将产生8～10t浓度为20％左右的废酸，废酸中除了含有主要成分H₂SO₄外，还含有一定量的FeSO₄、TiO₂、Al₂(SO₄)₃、MgSO₄等物质。这些废酸若不经处理直接排放，不仅污染环境，还造成资源的严重浪费。但其综合利用无论在技术上还是在经济上都受到一定限制。现有技术的处理方法有：(1)将废酸浓缩返回酸解或经除钛除铁再用于普钙化肥；(2)供酸洗钢材除锈；(3)制人造金红石；(4)经石灰中和处理后排放。仅1万t废酸直接送酸解浸取工序及配酸回用，大部份不能有效利用，送废水处理站中和处理后排放。通常采用石灰中和，虽能达标排放，但产生大量石膏渣，形成二次污染。目前该废酸多采用多级蒸发浓缩回收利用。

然而在钛白粉生产中，除产生上述浓度为20％的废硫酸外，还要产生大量的酸性废水(主要来自水洗工段及尾气洗涤等工段)，酸性废水中含有游离硫酸、硫酸亚铁、偏钛酸和其它金属离子的硫酸盐。此酸性废水的产生情况是，每生产1吨钛白粉大约产生50-100m³酸性废水。

这些废水采用二级中和、二级沉淀处理工艺。其主要是在酸性废水中加入石灰物质以中和H₂SO₄、生成CaSO₄·2H₂O和少量Fe(OH)₃污泥，污泥脱水后形成石膏渣，产生大量的固废需要堆放。酸性废水处理和废渣堆放是制约钛白粉发展的环保问题之一，废酸浓缩综合利用和酸性废水处理回用是解决钛白粉环保问题、降低企业环保治理成本之关键，使废酸被浓缩后循环利用，不仅使废水得到了治理，而且变废为宝，对企业利润与环境保护都具有较大的经济与社会意义。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种钛白粉生产过程中酸性废水的处理及回收工艺。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种钛白粉生产过程中酸性废水的处理及回收工艺，主要包括以下步骤：

A、钛白粉颗粒物回收和粗硫酸分离

将酸性废水泵入膜过滤单元，用过滤膜过滤，膜截留物为钛白粉颗粒浓缩液，送回系统回用，膜透过液为粗硫酸，进入下一步骤处理；

B、硫酸净化

将步骤A所得粗硫酸泵入硫酸净化单元，对粗硫酸进行除杂和净化，得到纯净稀硫酸，部分直接回用，部分进入下一步骤处理；

C、硫酸回收

将步骤B所得到的稀硫酸泵入反渗透单元，用反渗透膜过滤，反渗透膜截留物为浓缩硫酸，送回钛白粉生产系统作为配酸、漂白和洗涤使用；反渗透膜透过液为水，可直接作为工艺水回用到钛白粉生产系统。

上述钛白粉生产过程中酸性废水的处理及回收工艺，其中，所述的酸性废水为废酸处理工段废水、尾气处理洗涤废水、泥浆洗涤废水、偏钛酸水洗废水中的一种或几种的混合酸性废水，酸性废水中硫酸含量为0.3-4％。

上述钛白粉生产过程中酸性废水的处理及回收工艺，其中，所述膜过滤单元的过滤形式采用死端过滤、错流过滤中的一种或两种形式的结合，膜元件采用管式、板式、卷式或毛细管式，过滤膜的过滤孔径为10nm-1000nm；