[发明专利]一种钛白行业废酸浓缩酸渣生产饲料级一水硫酸亚铁的新工艺

说明书

本发明公开了一种钛白行业废酸浓缩酸渣生产饲料级一水硫酸亚铁的新工艺，能够有效利用当前硫酸钛白废酸浓缩酸渣生产饲料级的一水硫酸亚铁，减少浓缩废酸渣的排放、节省环保处理费用。本发明采用的一个技术方案是：废酸浓缩酸渣和甲苯、稀盐酸、苯、乙醇、稀硫酸、甲醇、苯乙烯、氯仿、硝酸、丙烯酸、三乙醇胺中的一种或多种混合溶剂进行浸取反应，经过滤、洗涤、转晶反应、再次过滤、干燥，即为一水硫酸亚铁成品，总收率约为85%。本发明的有益效果是利用硫酸钛白废酸浓缩酸渣成功制备饲料级一水硫酸亚铁，减少废渣处理的原料成本和操作费用。

技术领域

本发明属于硫酸法生产钛白粉技术领域，具体涉及一种钛白行业废酸浓缩酸渣生产饲料级一水硫酸亚铁的新工艺。

背景技术

目前世界上，钛白粉（TiO₂）的生产工艺主要是氯化法钛白和硫酸法钛白两种。硫酸法生产钛白粉已经有着90年的历史，因其工艺路线成熟，设备装置强度要求低，对原料的品位要求低，同时可以生产锐钛和金红石两种晶型的钛白粉，至今钛白硫酸法仍然有着强大活力，将和氯化法互相补充、长期共存。目前硫酸法生产钛白行业，黑钛液水解工艺生产偏钛酸的同时，会产生大量的硫酸质量分数为22~28%的废硫酸，同时含有Fe²⁺、Ti^4/3+等金属离子。针对该废酸的一种经济可行的方法是将该废酸进行浓缩操作，将酸浓提高至50~65%，回收用于酸解工段。但是酸浓提高将导致硫酸亚铁等硫酸盐在浓酸中析出，形成硫酸盐固体-硫酸混合浆料。该浆料经板框压滤等固液设备分离后，滤液（废浓酸）可以回收利用但是滤饼难以处理，从而产生了大量的废酸浓缩酸渣。由于该酸渣中残留了30~50%的硫酸，属于危险化学品不可堆积及随意排放。目前，硫酸钛白行业多将该酸渣重新打浆输送至废水处理车间中和、压滤处理，这加剧了废水处理压力、消耗了大量的中和剂（青石粉、电石渣、石灰乳等），同时产生了大量的氢氧化铁硫酸钙混合物（俗称红泥），难以处理。

钛白行业废酸浓缩酸渣的主要成分包括，硫酸亚铁、硫酸、水分以及钛、钙、镁、锰、硅等杂元素。该酸渣的主含量大致如下表1所示。

表1 钛白废酸浓缩酸渣的主要成分

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种钛白行业废酸浓缩酸渣生产饲料级一水硫酸亚铁的新工艺，能够有效利用当前硫酸钛白废酸浓缩酸渣生产饲料级的一水硫酸亚铁，减少浓缩废酸渣的排放、节省环保处理费用。

本发明采用的技术方案是：废酸浓缩酸渣和甲苯、稀盐酸、苯、乙醇、稀硫酸、甲醇、苯乙烯、氯仿、硝酸、丙烯酸、三乙醇胺中的一种或多种混合溶剂进行浸取反应，经过滤、洗涤、转晶反应、再次过滤、干燥，即为一水硫酸亚铁成品，总收率约为85%。

一种钛白行业废酸浓缩酸渣生产饲料级一水硫酸亚铁的新工艺，包括以下步骤：

（1）输送钛白行业废酸浓缩酸渣1~1000kg于反应釜1，然后添加甲苯、稀盐酸、苯、乙醇、稀硫酸、甲醇、苯乙烯、氯仿、硝酸、丙烯酸、三乙醇胺中的一种或多种混合溶剂1~2000kg，在0~150℃温度，1~1000rpm搅拌条件下，对上述酸渣进行浸取反应，时间为0.1~10h；

（2）将浸取反应后的混合浆料静置0.5~48h，上层清液放出，将富含下层固体沉淀的浆料抽滤分离，得滤液A和滤饼A，滤液A送至水处理，滤饼A经饱和液洗涤；

（3）将洗涤后的滤饼A，1~1000kg输送置反应釜2，然后添加甲苯、稀盐酸、苯、乙醇、稀硫酸、甲醇、苯乙烯、氯仿、硝酸、三乙醇胺中的一种或多种混合溶剂1~2000kg在10~150℃，1KPa~320KPa压力下，转晶反应0.5~24h；

（4）向上述反应后的浆料中加入铁粉，反应0.5~24h后过滤，得滤饼B和滤液B，滤饼B在10~200℃温度下烘干0.1~10h，即为一水硫酸亚铁成品；