[发明专利]一种资源化回收硫酸法钛白污酸中金属离子的方法

说明书

本发明公开了一种资源化回收硫酸法钛白污酸中金属离子的方法，该方法是将钛白污酸进行氧化处理后，加入螯合剂进行螯合反应，得到混合溶液；在混合溶液中加入阳离子表面活性剂进行浮选分离，得到金属螯合物产品。该方法对硫酸法钛白污酸中金属离子回收率高达94％～98％，采用的螯合剂来源广泛，成本低，有利于大规模推广应用，而浮选回收的金属易于再利用，符合资源化的重复利用和绿色化工的要求，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种硫酸法钛白污酸资源化处理的方法，特别涉及一种资源化回收硫酸法钛白污酸中金属离子的方法，属于冶金废水治理领域。

背景技术

钛白粉作为一种重要的无机化工颜料，广泛应用于涂料、塑料、造纸、化纤、油墨、化妆品、塑料橡胶、陶瓷、食品、医药、电子工业、冶金等领域。钛白粉生产方法主要有氯化法和硫酸法。氯化法钛白粉生产工艺流程相对简单，生产能力大，连续自动化程度高，能耗低，“三废”少，但是对原料要求高，设备腐蚀严重，氧化阶段容易堵塞反应器，技术难度大，操作控制系统复杂，投资大。硫酸法钛白生产工艺主要以钛铁矿或酸溶性钛渣为原料，用硫酸分解生成的TiOSO₄溶液称为钛液；过滤除去钛液中的不溶性杂质，然后通过真空结晶、固液分离除去FeSO₄·7H₂O；再经过浓缩后热水解，制得偏钛酸；偏钛酸经过洗涤、漂白除去可溶性硫酸盐并过滤得到水合二氧化钛滤饼；滤饼经过煅烧脱水、脱硫转化成二氧化钛，再经过粉磨得到锐钛型产品或在煅烧时加入晶型转化促进剂，加速进行晶型转化得到金红石型二氧化钛产品。硫酸法钛白工艺虽然流程长，硫酸、水消耗高，废物及副产物多，对环境污染大，但是其原料简单易得，技术成熟，设备简单，工艺成熟，是现在我国生产钛白粉的主要方法。

用硫酸法生产钛白，平均每生产1吨二氧化钛产生7～8吨的硫酸浓度为20％～25％废硫酸液，其中除约20％的污酸能够作为稀释水和浸取水循环用于钛白粉生产酸解工段，其余80％污酸，目前还没有很好的方法解决，剩余的80％污酸的利用，是硫酸法钛白企业生存和发展的关键。

目前，硫酸法钛白污酸处理的方法有中和法、浓缩法、萃取法和渗析法等。中和法是将生石灰熟化，制成氢氧化钙，将污酸与氢氧化钙中和，过滤洗涤得到白石膏，用于生产各种建筑板材。浓缩法是将污酸浓缩，提高废酸的浓度，达到可利用的标准。中国专利(CN101538021B)通过利用硫酸法钛白生产车间里面配套的硫酸生产装置，将污酸生产成浓硫酸加以利用。中国专利(CN101792187B)以硫酸法钛白污酸浓缩渣为原料，通过浓缩渣的降酸、冷却结晶、分离、转晶等过程生产出饲料级一水硫酸亚铁，实现了硫酸法钛白粉副产物污酸浓缩渣的综合利用。中国专利(CN102674278B)利用硫酸法钛白产生的污酸预处理磷矿，既解决湿法磷酸原料的问题，也解决了硫酸法钛白污酸的问题。中国专利(CN102502546B)利用钛白污酸作为湿法磷酸的滤饼洗涤水，将污酸进行资源化利用。中国专利(CN102674277B)利用硫酸法钛白污酸和含氟废水的混合物预处理磷矿，解决了硫酸法钛白污酸和含氟废水的后期处理问题，降低了处理成本。中国专利(CN102515114B)经过预处理、与浓硫酸混配、冷却熟化、固液分离过程，得到净化酸，用来萃取湿法磷酸，解决了钛白污酸和磷钛石膏污染排放的难题。

硫酸法钛白污酸之所以难以处理，主要是因为其中包含Fe²⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Mn²⁺、Ti⁴⁺等金属离子和SO²₄^-。中和法只能将金属离子统一性沉淀，并不能将金属离子综合利用，且将预产物白石膏污染成红石膏，使其难以进行资源化利用。浓缩法只是将硫酸的浓度提升，并没有解决污酸中金属离子的问题，这会对浓缩后的污酸的利用产生不利因素。如何处理硫酸法钛白污酸中的金属离子，这是硫酸法钛白污酸资源化利用的关键。在以前的专利技术中，并未涉及合适的方法将污酸中的金属离子进行资源化利用。

发明内容