[发明专利]一种大颗粒钛石膏、制备方法以及用途

说明书

本发明涉及一种大颗粒钛石膏、制备方法以及用途，属于无机非金属材料领域。本发明中的大颗粒钛石膏，其晶体形貌呈粗块状，其Dv50粒径为30‑100μm，游离水含量≤15％，品位≥90％。本发明主要用于硫酸法钛白企业钛石膏高附加值综合利用，这种钛石膏可以取代部分天然石膏原料，提高钛石膏资源化综合利用率的同时减少天然石膏矿的开采，节约资源。

技术领域

本发明涉及一种大颗粒钛石膏、制备方法以及用途，属于无机非金属材料领域。

背景技术

我国每年生产钛白粉约380万吨左右，其中硫酸法钛白占总产量90％以上，钛石膏是硫酸法钛白企业中和酸性废水的主要副产物，据统计，2020年钛石膏的年排放量约2800万吨左右，但综合利用率不足10％。钛石膏综合利用率低的主要原因是因为石膏晶体细小，主要呈针片状，比表面积大，又因为铁含量较高，所以钛石膏附着水含量较高，通常含水率为40％-60％，因此后续加工的成本高，产品质量差，市场竞争力低下。目前，钛石膏综合利用的产品为水泥缓凝剂，其余的均以堆存和填埋的方式处理。

目前红石膏的含水率为40％-60％，即使将钛石膏中铁元素去除，在不改变晶体形貌和晶体大小的情况下，钛石膏的含水率一般为20％-25％，不仅增加了钛石膏深加工的能源成本，同时生产的建筑石膏粉物性指标较差。本领域迫切需要开发一种晶体形貌粗壮和晶体粒度大的钛石膏，适合煅烧成高品质建筑石膏粉的大颗粒钛石膏。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶型发育完全，形状规整，稳定性好的大颗粒钛石膏。

一种钛石膏，其中包含有大颗粒钛石膏，所述的大颗粒钛石膏占总钛石膏质量比为50％-100％；且大颗粒钛石膏呈菱形，Dv25粒径≥25μm，Dv50粒径为30-150μm。

优选地，钛石膏含量≥90％。

优选地，钛石膏游离水含量≤15％。

优选地，钛石膏中氢氧化亚铁含量小于2％。

上述的钛石膏的制备方法，包括如下步骤：

第1步，对硫酸法生产钛白粉过程中产生的酸性废水采用有机膜过滤，去除Fe²⁺离子；

第2步，对第2步得到的废水中加入中和剂，与废水中的硫酸根离子进行沉淀反应生成硫酸钙，并进行结晶；

第3步，对第2步得到的结晶进行固液分离，得到钛石膏。

优选地，在第1步之后，需要对酸性废水进行预处理和/或预过滤的步骤；在一个实施方式中，预过滤是用于去除偏钛酸和悬浮物。

优选地，预处理是指均质、沉淀、调节pH、调节硫酸根离子浓度中的一步或几步的组合；

优选地，所述的调节硫酸根离子浓度是指调节至3-5wt％。

优选地，预过滤采用微滤膜、超滤膜、砂滤器或者袋式过滤器中的一种。

优选地，所述的第1步中，有机膜采用的是纳滤膜。

优选地，纳滤膜对Fe²⁺的截留率90％-98％，对硫酸的截留率15％-30％。

优选地，中和剂可以是石灰石矿(粉)、生石灰、电石渣、白泥、盐泥、消石灰、碱渣的一种或几种；中和剂加入时是以浆料方式加入，浆料固含量为5％-35％。

优选地，还需要对第3步中得到的清液调节pH；优选地，清液调节pH是指调节至5-9，并且在调节pH之后的清液送入膜浓缩集成系统进行纯化。

优选地，膜浓缩集成系统中采用RO膜或EDI设备任意一种或几种。

优选地，第3步中，固液分离采用旋流分离器或者过滤分离器或者离心分离器。