[发明专利]一种氯化钛渣滤液膜集成处理方法及装置

说明书

本发明涉及一种氯化钛渣滤液膜集成处理方法及装置，属于钛白粉化工领域。所述的工艺包括：步骤1：氯化钛渣滤液的制备；步骤2：调pH；步骤3：一次反渗透浓缩；步骤4：一次纳滤膜除杂；步骤5：二次反渗透浓缩；步骤6：二次纳滤膜除杂。本发明工艺中以浓缩净化氯化钛渣滤液中的氯化钠盐水为目的，通过集成膜分离工艺和调pH、沉淀、除硫酸根的工艺，将含有重金属离子的低浓度氯化钠盐水浓缩净化为氯碱工业用高浓度淡盐水，从而对氯化法氯化钛渣彻底进行了无害化的处理，实现了工艺固体废渣处理的零排放，既对氯化法钛白粉生产具有明显地环境保护作用，又使得废渣中的资源得以充分利用，具有显著地社会和环境效益。

技术领域

本发明涉及一种氯化钛渣滤液膜集成处理方法，具体地说涉及一种采用膜分离和树脂集成技术浓缩净化氯化钛渣滤液中氯化钠的新工艺，属于钛白粉化工领域。

背景技术

目前，生产二氧化钛的方法主要有硫酸法和氯化法。由于硫酸法的流程长，污染严重，产品质量差而逐步被氯化法取代。

在目前的氯化法钛白粉生产中，其主要的流程为：

a、将钛原料(如：高钛渣)与还原剂(如：石油焦)均匀混合后送入氯化炉中，通入氯气在800℃～1000℃温度下进行沸腾氯化；

b、对氯化后得到的粗制四氯化钛进行分离提纯除去镁、铁、硅和钒等杂质，得到精制四氯化钛；

c、制得的精制四氯化钛液体进行预热蒸发转化为气相，并预热至300℃～500℃；并于此同时在气相四氯化钛加入少量的晶型转化剂(如：三氯化铝)混合进入氧化炉与被预热到1300℃以上的氧气在氧化炉迅速混合，在1300℃～1800℃温度下，小于0.1秒内进行氧化反应生成固相二氧化钛；

d、然后迅速将二氧化钛固体粉末移出反应区并使反应热迅速移去；

e、将氧化炉内反应得到的氯气经过滤器分离出来返回氯化炉，同步经过滤器收集的二氧化钛颗粒粉末并打浆成液体，送后处理工序制成金红石型钛白粉成品。

氯化法钛白粉生产环节中的四氯化钛生产过程，要产生大量的废渣。废渣的来源主要是电炉熔炼生产高钛渣过程中飞扬及挥发而收集的烟尘；破碎制取成品高钛渣及氯化配料生产锤碎风选过程中产生的过细钛渣；沸腾氯化生产粗TiCl₄过程中排出的炉渣、收尘渣等。废渣中不仅包括KCl、NaCl、MgCl₂和CaCl₂，还富集了由富钛料和石油焦中带入的多种金属杂质(铝、铁、钙、镁、钾、钴、铬、锰等)，此类金属杂质在高温氯化后大部分以氯化物形式存在,铝和硅主要以氧化物形式存在,未反应的碳以单质形式存在。废渣不经过处理直接堆放将导致废渣中大量的氯化物遇水溶解，对环境造成污染。

在氯化法生产四氯化钛过程中，每生产1t四氯化钛要产生0.2吨左右固体渣，这些固体渣含有大量的氯化物，遇水溶解成含多种重金属氯化物的盐酸，简单地处理会对环境造成了严重的污染，必须去除其中的酸性、超标的重金属离子以及氯离子。

对于氯化钛渣的处理，世界上最大的氯化法钛白粉企业—美国杜邦公司，将该渣深埋。国内企业大多采用水冲洗后或石灰中和搅拌后再用水冲洗的方法，但最终结果都是形成富含重金属氧化物沉淀的石灰渣和高浓度氯化钙废水，而含重金属氧化物沉淀的石灰渣却仍然是一种有毒废渣，简单填埋或堆放容易造成环境污染，高浓度氯化钙废水则附加值不高，如果蒸发成氯化钙固体，不仅消耗大量的能量，而且剩下的废水也无法处理而白白浪费掉。目前还没有对此渣进行无害化处理或资源化利用的有效方法。