[发明专利]一种从硫酸法钛白废酸中富集钪、钛和钒及其废酸处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从硫酸法钛白废酸中富集钪、钛和钒及其废酸处理的方法。

背景技术

目前，硫酸法钛白废酸的治理方法主要有白云石升流膨胀中和法、石灰中和法，世界范围的硫酸法钛白粉厂主要采用类似石灰中和的方法。另外，国内外许多生产厂家及科研人员曾提出将废酸与矿石作用制硫酸锰、硫酸铝、硫酸锌等产品，但这些处理手段都存在矿石有效成分浸出率低、固液分离较难、产品质量差、造成二次污染等问题。

硫酸法钛白废酸中除含有大量硫酸和铁外，尚有钪、钒和钛等有价金属，在对废酸进行环保治理的同时进行钪、钒和钛的综合回收，符合工业废液治理以及资源化利用的原则。为了提取废酸中的氧化钪，前人已做了很多工作，但其工艺均为直接有机萃取法，但整体提取成本较高。在钛白废酸中提取钒方面，日本石原产业株式会社利用的是氨中和烧结浸取工艺制备偏钒酸铵，该套废酸治理工艺据报道已实现工业化，但是由于其工艺过程太过复杂，我国的中小型钛白粉厂很难仿效。而直接从钛白废酸中提取钛的研究目前未见有相关报道。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种从硫酸法钛白废酸中富集钪、钛和钒及其废酸处理的方法，该方法能有效地对钛白废酸进行环保治理，尾液达标排放，同时富集了其中钪、钒和钛等有价金属，既符合环保的要求也实现了钛白废酸的资源化利用，特别是改进了钪的提取工艺，降低了钪的提取成本。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的：一种从硫酸法钛白废酸中富集钪、钛和钒及其废酸处理的方法，包括下列步骤：

1、用碳酸钙对钛白废酸进行一段中和，反应终点pH值控制在1.0～2.0，过滤后得到一段中和滤液和白石膏。

2、再用碳酸钙对一段和滤液进行二段中和，反应终点pH值控制在4.0～5.0，经过滤得富集了钪、钒和钛的二段中和渣，二段中和滤液送至钛白粉厂的稀酸处理系统进行曝气和进一步中和处理，尾液达GB8978-1996排放。

3、将二段中和渣用H⁺浓度为4.0～6.0g/L的钛白废酸进行溶出，液固体积与重量比为1.0～3.0，经过滤得到溶出液和红石膏。

4、对溶出液进行钪的萃取操作，萃取剂成分为P204+TBP+磺化煤油，O/A=1:5～1:10，萃取时间5～10min，逆流萃取，萃取级数为2级。钪萃取率为95%～99%。

5、对负钪有机相进行反萃操作，反萃剂用浓度为1.5～2.5mol/L的NaOH，反萃时间为20～30min，反萃级数为1级，钪的反萃率为98%～100%。反萃后所得的粗钪渣中Sc₂O₃含量为1～5%。

6、对萃钪余液进行加热水解钛，在搅拌过程中加入晶种，保持溶液沸腾状态2.0～3.0h，过滤后得到高钛渣和水解滤液。高钛渣中TiO₂含量为80%～90%。

7、对水解滤液用碳酸钠进行中和沉钒，反应终点pH值为4.0～5.0，过滤后得钒渣和沉钒后的溶液，沉钒后的溶液汇至二段中和滤液一并处理。钒渣中V₂O₅的含量为1～3%。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、经本发明处理后的硫酸法钛白废酸pH值接近中性，再利用各钛白粉厂的稀酸处理系统进行简单的曝气和进一步中和处理后即可达标排放，实现了对硫酸法钛白废酸的彻底环保治理。

2、钛白废酸中的钪、钒和钛被富集了4～6倍，为硫酸法钛白废酸中钪、钒和钛的低成本综合回收创造了条件。

3、钪由于在原酸溶液中经富集后再提取，与传统的直接萃取法相比，降低了提取成本。

4、产生的副产物为白石膏和少量红石膏，白石膏通过脱水和改性处理后可广泛用作水泥工业使用的石膏原料或建材原料，少量红石膏可用作建材原料。

附图说明

图1是本发明所述的从硫酸法钛白废酸中富集钪、钛和钒及其废酸处理的方法的工艺流程图。

图2是本发明所述的从硫酸法钛白废酸中富集钪、钛和钒及其废酸处理的方法的二段中和渣提取钪、钒和钛的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

实施例1

如图1、图2所示，本发明所述的从硫酸法钛白废酸中富集钪、钛和钒及其废酸处理的方法，包括以下步骤：