[发明专利]钛白粉生产过程中的固体废物和废酸综合利用方法

说明书

技术领域

本发明属于钛白粉废副产物的处理技术，具体涉及一种钛白粉生产过程中的固体废物和废酸综合利用方法。

背景技术

钛白粉广泛应用于油漆、塑料、造纸等行业，但在其生产过程中废物产生数量较大，处置起来有一定难度，主要有（1）酸解废渣：硫酸法生产工艺生产钛白粉，钛铁矿经酸解后，产生酸解废渣，经沉降后去除，酸解废渣产生量为18t/d，主要成份为：FeTiO₄35%，Fe20～25%及少量的SiO₂、CaSO₄、钛铁矿、钛液和废硫酸，其pH值4.5左右。（2）硫酸亚铁：钛白粉生产过程中要除去酸解液中的Fe³⁺，去除方法是用Fe做还原剂，使Fe³⁺成为硫酸亚铁，在结晶工段，硫酸亚铁结晶析出。结晶工序产生副产品七水硫酸亚铁，吨钛白粉3.5吨（实物量），满负荷生产时每天约315吨。（3）废酸：废酸提浓装置一期工程规模按30kt/a钛白粉设计，吨钛白粉产生22%的废酸（H₂SO₄  22％；  FeSO₄  9.6％；  TiO₂  0.56％）量按6.8吨估算，则日处理22%的废酸618吨，总回收率按90%考虑，根据物料衡算，每天可产出68%的提浓废酸180吨。提浓后的68%酸作为硫酸生产过程中 100%硫酸的稀释水，而提浓废酸所需蒸汽由制酸系统的废热锅炉提供，从而达到资源循环利用。（4）二水硫酸钙：污水处理站采用的石灰中和法产生的固体废物主要是二水硫酸钙。酸性废水总产生量为4000m³/d，各种废水混合后废硫酸浓度为2.45%左右，则废硫酸产生量为83t/d。含酸废水用石灰中和后，CaSO₄产生量为115/d（干基，实物含水量约50％）。目前，主要采取填埋的方式处理这些固体废物，这样会造成二次污染，给生态环境带来一定压力。因此，这些固体废物和废酸能否得到综合利用或有效的处理，直接制约着硫酸法钛白的生存和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛白粉生产过程中的固体废物和废酸综合利用方法，从而使各种废物尽可能的循环使用，使废物的利用达到多元化、经济化、持续化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

钛白粉生产过程中的固体废物和废酸综合利用方法，它包括下述步骤：

（1）分别将硫酸法生产钛白粉过程中产生的酸解废渣、硫酸亚铁、二水硫酸钙经烘干、粉碎等方法处理后备用；

（2）将70~80重量份硫铁矿、1~10重量份酸解废渣、1~5重量份硫酸亚铁、1~10重量份二水硫酸钙混合均匀得到制硫酸的原料矿， 将上述原料矿在沸腾炉中煅烧制出符合硫酸生产需要的炉气；

（3）将步骤（2）得到的炉气经降温、除尘和脱水等净化程序后在触媒经转化和吸收制备成硫酸。

所述步骤（2）中沸腾燃烧温度为为850~980℃。

该方法还包括废酸提浓步骤：采用两级浓缩的提浓方案，即利用钛白生产中的煅烧尾气的热量作为一级预浓缩，使22％的废酸提浓到30％以上，降温后除去固体杂质，再将30％的清废酸送到蒸汽浓缩工序，利用硫酸亚铁制酸的余热作为二级浓缩，采用三台蒸发器在真空状态下进行串联蒸发浓缩，使30％以上的废酸提浓到68％以上，经熟化后将固体杂质分离，可得到68％的清废酸。

本发明优选采用废酸提浓步骤中得到的68％的清废酸作为吸收剂吸收制备硫酸。

本发明合理利用了钛白生产过程中的废物，实现了资源的循环利用。其制出的H₂SO₄供给钛白生产车间使用，达到系统的第一次循环；而钛白生产过程中产生的废酸经废酸提浓，达到68%的酸，供酸厂生产92%酸的稀释酸（水），既减轻污水处理厂的压力，又节约了生产用水，从而达到系统的第二次循环；制H₂SO₄过程中产生的余热，一方面用于七水硫酸亚铁和黄泥的脱水，一方面用于提浓废酸，不仅充分利用了能源而且又解决了整个系统所需的能源问题，此为系统的第三次循环；系统产生的废水，经污水处理厂处理后，再回用到此系统中，不但解决了系统用水，而且又达到系统减排增效的效果，此为系统的第四次循环。围绕整个系统的这四大循环，使各生产单位成为一个有机整体，相辅相成，不仅使废物的利用达到多元化，而且使废物得到综合利用，循环使用，具有很好的经济效益。

具体实施方式