[发明专利]钛白粉酸性废水处理及回收工艺

说明书

本发明属于废水处理技术领域，具体的涉及一种钛白粉酸性废水处理及回收工艺。钛白粉酸性废水进入超滤系统经中空纤维超滤膜过滤，得膜过滤液；所得膜过滤液进入离子交换系统经树脂吸附，分离得到的含有铁盐的废水回收铁盐再利用，对吸附了游离酸的树脂进行清洗，得到相对纯净的稀硫酸；将得到的相对纯净的稀硫酸泵入纳滤系统进行过滤，膜透过液为纯净硫酸，然后经多效蒸发再浓缩，得到≥50％的洁净硫酸回用于钛白粉生产系统。本发明所述的钛白粉酸性废水处理及回收工艺，酸性废水中硫酸、水、亚铁实现高效分离，可全部回用于生产工艺循环使用或资源化再利用，最终实现钛白粉酸性废水的“零排放”。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体的涉及一种钛白粉酸性废水处理及回收工艺。

背景技术

钛白粉被认为是目前世界上性能最好的一种白色颜料，也是化工工业中的一种重要的原材料，它的应用范围非常广。钛白粉可以在涂料、塑料、油墨、造纸、橡胶、陶瓷等方面作为颜料和填料应用，也在化纤、电子、食品和医药等方面作为添加剂使用。

目前钛白粉的工业成熟，生产工艺有硫酸法和氯化法。硫酸法生产工艺技术成熟，能够生产锐钛型和金红石型两种钛白粉产品，优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料，技术成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决；其缺点是工艺流程长，硫酸、水消耗高，废物及副产物多，对环境污染大。氯化法只能生产金红石型产品，优点是流程短，生产能力易扩大，能耗相对低，“三废”少，能得到优质产品；其缺点是投资大，设备结构复杂，对材料要求高，研究开发难度大。从现在来看，硫酸法生产工艺在中国仍然占有绝对地位。所以，优化硫酸法钛白粉的生产工艺和节能降耗依然是今后一个时期研究的重点。

在硫酸法生产钛白的过程中，会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。

酸性废水一般选用石灰石或电石泥进行中和，但是会相应产生大量的含铁的硫酸钙废渣，这些废渣有些进行深埋，有些直接露天堆放，经过雨水冲刷，流出的水也会对环境造成很大的破坏，所以必须进行处理。

发明内容

本发明的目的是：提供一种钛白粉酸性废水处理及回收工艺；该工艺能够将酸性废水中硫酸、水、亚铁实现高效分离，可全部回用于生产工艺循环使用或资源化再利用，最终实现钛白粉酸性废水的“零排放”。

本发明所述的钛白粉酸性废水处理及回收工艺，由以下步骤组成：

(1)钛白粉酸性废水进入超滤系统经中空纤维超滤膜过滤，得膜过滤液；

(2)步骤(1)所得膜过滤液进入离子交换系统经树脂吸附，分离得到的含有铁盐的废水回收铁盐再利用，对吸附了游离酸的树脂进行清洗，得到相对纯净的稀硫酸；

(3)将步骤(2)得到的相对纯净的稀硫酸泵入纳滤系统进行过滤，膜透过液为纯净硫酸，然后经多效蒸发再浓缩，得到≥50％的洁净硫酸回用于钛白粉生产系统。

其中：

步骤(1)中所述的钛白粉酸性废水中硫酸浓度为20-24％，硫酸亚铁为5-8g/L，钛白粉为2-3g/L，此外，还含有硫酸钙、硫酸镁、硫酸铝、硫酸锰等其他杂质。

步骤(1)中所述的中空纤维超滤膜的过滤孔径为0.02微米，材质为改性PVDF，使其具有亲水性。

步骤(1)中所述的采用错流过滤、频繁反洗的全自动连续运行方式进行过滤；错流过滤时间为30-35分钟，频繁反洗时间为5-8分钟；过滤时的操作压力小于2公斤。

步骤(1)中所述的经过中空纤维超滤膜的过滤，中空纤维超滤膜的截留物为钛白粉和悬浮物；中空纤维超滤膜的透过液为含有铁盐的粗硫酸。