[发明专利]一种熔盐氯化法钛白粉工艺废酸的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种熔盐氯化法钛白粉工艺废酸的处理方法。

背景技术

目前，钛白粉生产主要有氯化法和硫酸法两种生产工艺，熔盐氯化法相对于硫酸法而言具有工艺流程短、自动化程度高、副产品少（仅为硫酸法的1/10）、污染小、更易获得高质量金红石型钛白等优点，占据钛白行业的主导地位。但采用熔盐氯化法每生产1吨钛白粉就会产生0.55～0.65吨废酸，其废酸中含有25～30%HCl，1.5～2.5%的钛元素，以及5～6%的SO₄^2-、Fe元素和Si元素。此种废酸的处理方法通常是石灰中和法，即利用电石渣或石灰粉等主要含氢氧化钙的碱性物质与废酸进行酸碱中和处理后填埋，造成资源浪费，并对环境构成污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种熔盐氯化法钛白粉废酸的处理方法，该方法能有效地将废酸中的盐酸和钛元素回收利用，避免资源的浪费和环境的污染。

本发明的技术解决方案是：

一种熔盐氯化法钛白粉废酸的处理方法，其特殊之处是：

1、取熔盐氯化法钛白粉废酸作为原料，过滤除固体杂质得滤液；

2、将滤液进行曝气处理0.5h～1.5h，所述的曝气处理是采用通入压缩空气或通入氧气或快速搅拌的方式；

3、用氯化钡溶液去除曝气处理后的溶液中硫酸根；

4、将去除硫酸根的溶液通过除铁树脂，得到含钛的盐酸溶液；

5、在20℃～60℃下，以9g/h～30g/h的速度加入磷酸溶液，磷酸与所述的含钛的盐酸溶液中钛元素物质的量比为0.8：1～1：1，得固液混合物，过滤进行固液分离，得到的液相为HCl溶液；

6、过滤得到的固相经过去离子水洗涤至滤液pH=4～5，在90℃～100℃下恒温烘干7h～9h，得到磷酸钛。

上述的曝气处理是通过快速搅拌的方式。

上述用氯化钡溶液去除曝气处理后的溶液中硫酸根时，氯化钡与所述硫酸根的物质的量比为1:1。

本发明只需过滤、曝气和简单的化学处理，工艺操作简单，可工业化生产；回收的盐酸可直接用于氯化法钛白后处理工艺包膜时所用盐酸，也可以直接用于电厂等企业的洗液，替代工业级盐酸；生成的磷酸钛可以作为白色颜料被用于染料、皮革等领域，也可以作为阻燃剂应用。

具体实施方式

实施例1 

取熔盐氯化法钛白废酸400g，过滤除固体杂质得滤液，将滤液采用快速搅拌的方式进行曝气处理0.5h；按照曝气处理后的溶液中硫酸根与氯化钡物质的量为1:1，将50%氯化钡溶液8.6g一次性加入曝气处理后的溶液中，搅拌20min，过滤去除硫酸钡沉淀；将去除硫酸根的溶液通过除铁树脂，得到含钛3%的盐酸溶液，在60℃下，以0.5g/min的速度加入磷酸溶液，磷酸溶液的加入量与所述的含钛的盐酸溶液中钛元素物质的量比为0.8：1，得到固液混合物，过滤进行固液分离，得到的液相为HCl溶液；得到的固相用去离子水洗涤至滤液pH=4，将洗涤后固体产物在90℃恒温烘箱中烘干8h，得磷酸钛。

实施例2 

取熔盐氯化法钛白废酸300g，过滤除固体杂质得滤液，将滤液采用通入压缩空气的方式进行曝气处理1h；按照曝气处理后的溶液中硫酸根与氯化钡物质的量为1:1，将50%氯化钡溶液6.4g一次性加入曝气处理后的溶液中，搅拌20min，过滤去除硫酸钡沉淀；将去除硫酸根的溶液通过除铁树脂，得到含钛2.9%的盐酸溶液，在40℃下，以0.3g/min的速度加入磷酸溶液，磷酸溶液的加入量与所述的含钛的盐酸溶液中钛元素物质的量比为0.9：1，得到固液混合物，过滤进行固液分离，得到的液相为HCl溶液；得到的固相用去离子水洗涤至滤液pH=4.5，将洗涤后固体产物在90℃恒温烘箱中烘干7h，得磷酸钛。

实施例3

取熔盐氯化法钛白废酸200g，过滤除固体杂质得滤液，将滤液采用通入氧气的方式进行曝气处理1.5h；按照曝气处理后的溶液中硫酸根与氯化钡物质的量为1:1，将50%氯化钡溶液4.3g一次性加入曝气处理后的溶液中，搅拌20min，过滤去除硫酸钡沉淀；将去除硫酸根的溶液通过除铁树脂，得到含钛3.2%的盐酸溶液，在20℃下，以0.15g/min的速度加入与所述的含钛的盐酸溶液中钛元素等摩尔的磷酸溶液，得到固液混合物，过滤进行固液分离，得到的液相为HCl溶液；得到的固相用去离子水洗涤至滤液pH=5，将洗涤后固体产物在100℃恒温烘箱中烘干9h，得磷酸钛。

上述实施例中的产品取样分析结果如下表所示：