[发明专利]一种预处理硫酸法钛白粉的废酸制备沉淀硫酸钡的工艺

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种沉淀硫酸钡制造的工艺，尤其涉及到一种回收利用预处理硫酸法钛白粉生产过程中产生的废酸，制备沉淀硫酸钡的环保工艺。 

  

背景技术

随着国内钛白粉行业的逐步发展，硫酸法钛白粉目前做到5万吨/年的单条生产线不论是设计上还是设备、工艺上，国内都能满足其建设生产要求。至今国内钛白粉总年产能力大约达到175万吨且还在不断上升扩产扩建。国内钛白粉生产工艺主要是采用硫酸法，硫酸法主要污染物就是洗涤产生的废酸，生产每1吨钛白粉同时产生20-24%的浓废酸8m3,其中硫酸亚铁含量为10-8%。浓废酸主要采用浓缩系统进行浓缩后处理，浓缩过程中硫酸亚铁结晶堵塞设备，同时稀硫酸对设备腐蚀大，高温浓缩系统设备投资很大，目前该类废酸主要是用石灰浆或方解石中和、曝气氧化、过滤后排放的处理方式，这种处理方式存在着废水处理难度大，且同时产生大量的红石膏渣废料，这些红石膏渣废料难以进行处理的问题。 

沉淀硫酸钡（BaSO₄）是一种用途广泛的化工原料，虽然是一种简单的无机原材料，但其用途较为特殊，目前市场需求量越来越大，工业中广泛地用于塑料、涂料、油墨等中，同时能代替部分钛白粉颜料。沉淀硫酸钡的传统生产工艺是采用沉淀硫酸钡法：将碳酸钡与硫酸反应后经过水洗—干燥—粉碎等工艺处理后制得。由于沉淀其附加值低，生产成本高，且高浓度硫酸直接参与反应具有较高的危险性。目前硫酸钡材料生产的工艺完全独立，同样存在要求原料纯度高、生产废水排放量大、废水处理困难的特点，而且所需原料的成本也较高。 

  

发明内容

为了克服现有的缺点，将生产沉淀硫酸钡的原料碳酸钡与硫酸法生产钛白粉所产生的废酸反应，生产沉淀硫酸钡的同时实现硫酸法钛白粉废酸预的处理。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

本发明生产原理如下：利用硫酸亚铁在硫酸中的溶解度随着硫酸浓度的提高而降低。

硫酸法钛白粉废酸中硫酸浓度20-24%，其中硫酸亚铁含量为10-8%。温度25度下在纯水中硫酸亚铁的溶解度达13.2%，温度50度下在纯水中硫酸亚铁的溶解度达18%。 

本发明的具体工艺流程如下： 

步骤1：常温(25°C左右)环境下，将碳酸钡粉末加入纯水打浆并搅拌得到均匀的碳酸钡溶液；

步骤2：将硫酸法钛白粉生产过程中所产生的废酸导入到沉淀碳酸钡生产设备的反应槽内备用；

步骤3：将步骤1的碳酸钡溶液逐渐加入到步骤2的反应槽内的废酸溶液中并搅拌，同时不断测量pH值进行调整，直到所测的溶液pH值范围稳定在1-1.5之间；

步骤4：保持温度不变，将步骤2的溶液快速进行打浆、过滤，得到滤液和滤渣；

步骤5：将步骤4得到的滤渣进行干燥，得到沉淀硫酸钡粉末；

步骤6：步骤4得到的滤液进行进一步过滤和净化，得到硫酸亚铁溶液。

上述的步骤3中，碳酸钡与废酸中的硫酸进行反应，直至溶液中硫酸浓度降低至pH值在1-1.5之间，因为该反应为放热反应，反应后温度可以上升至少30度（55°C左右），因此废酸中的硫酸亚铁的溶解度会提高，硫酸亚铁不会结晶析出，而是完全溶解。 

本发明产生的滤渣为沉淀硫酸钡，经过过滤洗涤后，取样滤渣进行干燥然后检测白度。为提高白度，可以将滤渣多次打浆过滤洗涤，至达到所需白度产品为止。 

上述的步骤4中多次打浆过滤洗涤是将滤渣加入一定量水搅拌均匀后再次过滤同时用一定量水洗涤滤渣，此过程可反复操作。 

上述的步骤6所得的滤液为硫酸离子的摩尔含量为1-2%的含有硫酸亚铁的溶液，该溶液硫酸亚铁纯度高，可浓缩制备高纯度硫酸亚铁或用于制备其它铁盐材料，如氧化铁红、氧化铁黄等。 

步骤1中的碳酸钡可使用其它的钡盐袋体，例如氢氧化钡、碳酸氢钡等。 

本发明制备的沉淀硫酸钡粒度区间窄、粒度细、白度高，由于钡离子将原料中的大量可溶离子沉淀，废酸中的钛离子也被沉淀为二氧化钛，进一步提高了沉淀硫酸钡的白度，具有优化生产工艺，降低生产成本、减少废水排放量、减少总体投资的特点。 

  

附图说明

图1是本发明合成沉淀硫酸钡的粒度分布图。 

  

具体实施方式

    通过以下实施例可以进一步阐述本发明，但本发明不仅局限于以下实施例。 

实施例1