[发明专利]钛白粉生产过程中含硫酸亚铁的副产物的回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛白粉和硫酸工业“三废”治理方法，具体地说，是一种钛白废酸利用的方法。 

背景技术

以钛精矿为原料硫酸法生产钛白粉，主要有两个途径产生含硫酸亚铁的副产物，其一是钛液结晶，每吨钛白粉副产七水硫酸亚铁量约2.7吨，其主要成分FeSO_4.7H₂O，占90%左右，其余为8-10%的H₂O、 H₂SO₄和0.4-0.8%的TiO₂；其二是配酸工段，即将稀废酸浓缩成50-60%的废酸，回收浓硫酸所析出的沉淀物经过过滤即得含硫酸亚铁的副产物（也称浓缩渣），每吨废酸产生这种浓缩渣0.9吨，这种浓缩渣的主要成分是各种金属的硫酸盐，其典型组分为：FeSO_4.H₂O 65-75%、游离H₂SO₄ 10-30%、TiO₂ 1.0-2.5%、Al₂O₃ 0.15-0.35%、MgO 1.7-3.0%、H₂O 10-20%，即浓缩渣主要成分为一水亚铁，也称黄亚铁。

对于这两种途径中产生的含硫酸亚铁的副产物，在早期的钛白粉生产中，对于配酸工段产生的浓缩渣的处理方法，基本上都是采用碱性物质将其中和后进行堆放，这种方法会占用庞大的堆渣场地，对环境造成一定影响，这是一种消耗一种资源处理废副再产生另一种污染物的方法。

对于七水硫酸亚铁的处理方法，部分钛白粉企业结合周边相应的硫酸亚铁深加工厂，直接把七水亚铁作为产品销售给客户，作为深加工的原料进行综合利用。此方法处理简单，但下游厂家有限，对七水亚铁的消化量非常有限；此外也有硫酸亚铁转晶制备一水亚铁的技术，此方法存在的问题是传统的七水亚铁湿法转晶制备一水亚铁，转晶时始终存在着亚铁母液水没有办法完全利用导致一水亚铁的理论收率只有50%左右，其他的亚铁随着母液水中和排放。另外一个问题饲料亚铁的市场容量有限，很难再扩大规模，所以此方法有其局限性。

目前七水硫酸亚铁掺烧硫精砂，已经有了不少介绍，以拜耳公司为主，主要将七水硫酸亚铁进行脱水变成一水亚铁，再掺烧硫精砂制备硫酸。对于配酸工段产生的浓缩渣大多企业采用中和以后直接堆放的处理方法，这不仅消耗大量的石灰或电石渣，消耗成本，而且产生大量的石膏渣，需要投入较大的渣场建设和后期的环保治理。

专利发明人在技术上创新，将配酸工段产生的浓缩渣预处理后应用于高品位硫精砂掺烧制备硫酸，将钛白副产废酸浓缩渣，与硫磺混合旋入沸腾炉，分解硫酸亚铁，产生二氧化硫气体用常规的两转两吸工艺制得硫酸和高品位三氧化二铁渣，实现了资源的循环利用，消除了硫酸亚铁的环境污染，申请了专利申请号为20110229328.7的发明专利。

但是，专利申请号为20110229328.7的发明专利，其处理方法需要采用铁粉将浓缩渣预处理，降低其中所含的稀硫酸和水分的含量，成本较高；另外浓缩渣掺烧分解过程中不可避免地产生部分三氧化硫和少量水分，这部分三氧化硫水洗吸收后成为含3-5% H₂SO₄的稀废酸，既浪费了三氧化硫，而稀废酸又必须进行中和排放才能达到环境保护的需要。而且浓缩渣中的硫酸含量越高，焙烧时分解为三氧化硫的量就越多，而此时形成的三氧化硫不但不能利用，还需要洗涤除去，否则形成酸雾会腐蚀设备；而水的含量越高，与之结合的酸越多，并且水蒸气越高，也增加了后续工序干燥净化的负荷。

硫酸法钛白粉生产过程中，过滤水解后的偏钛酸料浆，得到的含有大量杂质的滤液，称为废酸，废酸是含有20-30%的稀硫酸。对于废酸的处理，硫酸法钛白粉厂家一般采用浓缩的方式进行提浓，以提高硫酸浓度并降低酸中杂质，便于废酸的回收利用。目前，大部分工厂将废酸浓度提高到50～60%，以析出大部分杂质，然后通过固液分离去除析出的沉淀物，回收浓度50～60%的硫酸经过杂质分离后得到净化，可进一步返回钛白粉酸解或者到磷化工进行循环利用。但是这种对于废酸的处理方式能耗高，工艺复杂，对设备腐蚀也严重，更重要的是这种废酸浓缩得到的亚铁渣杂质高，很难利用。 

发明内容

针对现有技术存在的问题，提供一种钛白粉生产过程中含硫酸亚铁的副产物的回收利用方法。

本发明采用的技术方案是这样的：一种钛白粉生产过程中含硫酸亚铁的副产物的回收利用方法，依次包括以下步骤，