[发明专利]一种钛白废酸中钛、铁、硫酸根的综合回收方法

说明书

本发明涉及一种钛白废酸中钛、铁、硫酸根的综合回收方法，具体包括以下步骤：1)钛白废酸经冷冻结晶生产七水硫酸亚铁；2)以钛白废酸与磷酸为反应物制备磷酸钛；3)提钛滤液连续浸出软锰矿及菱锰矿制得硫酸锰溶液。本方法优点在于：实现了钛白废酸资源的综合利用，节约成本，操作简单，没有新三废的产生。

技术领域

本发明属于废水处理及环保工艺技术领域，具体是指一种钛白废酸中钛、铁、硫酸根的综合回收方法。

背景技术

目前，钛白粉工业主要为硫酸法和氯化法两种生产工艺。硫酸法技术成熟，设备简单，生产线较容易复制，是我国钛白企业主要使用的生产工艺，约占全国84％的产能。但是每生产1t钛白粉会产生约8～10t含硫酸20％的废酸。随着硫酸法生产工艺在国内的广泛应用，废酸回收再利用成为钛白粉产业可持续发展的难点。目前钛白废酸处理工艺主要分为两种，首先是石灰中和处理废酸，这种处理方法易产生大量钛石膏，1t钛白粉产生的钛石膏约为6-10t，钛石膏中硫酸钙颗粒细小，游离水含量高，处理困难，大多企业以堆存为主，导致占用土地及环境问题日益严重。其次是通过浓缩的方式将废酸浓度提高到60％以上，在通过配酸返回流程使用，但是这种工艺复杂，成本较高，难以广泛应用。因此探索钛白废酸利用的新途径，加快废酸综合利用的步伐，化害为利，变废为宝，对环境保护具有重要意义。

磷酸钛是一种新型的无机化工产品，可作为防锈颜料及填料、催化剂等。磷酸钛作为防锈颜料时，它不仅具有一般磷酸盐系列防锈颜料所具有的低毒或无毒、无公害、防锈性能好等优点，而且还有防锈效果持续时间特别长，对金属底材及上层涂料的粘附性好；对紫外线的反射能力强。当磷酸钛作为颜料添加于橡胶塑料中时，可提高产品的耐热性能及电性能。作为造纸填料时，是生产高质量铜板纸和耐水感光照像纸的非常好的原料，特别是用于感光材料时，有显著的增白效果，可提高感光材料对波长在400μm以下的紫外线的反射率。当它作为环己醇脱氧的催化剂、聚酯类缩合反应的催化剂及酮类缩合的催化剂时，其催化效率高，催化效果良好。对碱金属具有较强的吸附能力，可用于回收活化分析中的活化物。回收分离铯、锶同位素，从海水中提取钾、铯等，具有广阔的应用前景。

随着我国工业的快速发展，锰及锰系产品被广泛应用于钢铁工业、有色金属工业、化学工业、电子工业和电池行业等领域。但我国锰矿石结构性质复杂、粒度细、杂质含量高，在一定程度上阻碍了其开发利用。面对日益增大的市场需求，而国内高品位锰矿资源日趋枯竭的不利情况。合理高效、经济开发利用国内低品位锰矿资源是解决锰资源短缺的重要途径，也是必然趋势。通过将钛矿产业与锰矿产业相协调，降低对环境的胁迫博弈关系，减少对生态环境的依赖性，发展循环经济，促进社会发展。

专利文献《一种钛白废酸制备硫酸钡的方法》(CN111439771A)，发明涉及一种钛白废酸制备硫酸钡的方法，先加入还原铁粉将钛白废酸中少量Fe³⁺转化为Fe²⁺，加入氢氧化钡溶液中和钛白废酸，钡离子与硫酸根离子结合析出硫酸钡沉淀，调控pH防止生成其他沉淀；再加入碳酸钠溶液，析出氢氧化亚铁沉淀和偏钛酸沉淀，得到滤液为较纯净的硫酸钠溶液，向滤液与氯化钡溶液反应生成的硫酸钡，二次回收硫酸根离子。本发明虽然对硫酸根具有较高的回收率，但是铁、钛以共沉淀方式滤出，后续分离操作困难，成本较高，分离效果有待考证。

专利文献《一种钛白废酸和酸性废水综合利用制备建筑石膏工艺》(CN112047370A)，发明涉及一种钛白废酸和酸性废水综合利用制备建筑石膏工艺工艺，钛白酸性废水中加入螯合剂并调节pH，过滤得到污泥滤饼，向污泥滤饼加入钛白废酸混合均匀，混合均匀后过滤得滤渣，高温下烘干得到符合建筑石膏标准得到建筑石膏。本发明虽然消除了中和产生的钛石膏带来二次污染的问题，但是其方法对钛白废酸的综合利用率不高。