隨著技術和裝備的進步, 硫酸法每生產1t鈦白粉將產生w(H2SO4)20%左右的廢酸6～8t, w(H2SO4)5%以下的酸性廢水降至50～80t, 硫酸亞鐵廢渣2.5～3.5t。
鈦白廢酸、廢水組分復雜,除含H2SO4外,還含有大量的FeSO4、Ti OSO4等雜質, 不能直接利用。目前對鈦白廢酸主流處理是采用濃縮工藝, 但投資大、能耗高、易堵塞換熱設備,無法實現連續長周期生產。對鈦白廢水主流處理采用石灰 (或電石渣) 中和,費用高,副產大量鈦石膏(1t鈦白粉產6～7t) 堆存占地, 污染環境,浪費硫資源。副產綠礬主要成分是七水硫酸亞鐵,雖可作為化工原料,但因價值低且量大, 運輸半徑受到限制。鈦白廢酸、鈦石膏、綠礬產生量大, 是制約鈦白粉清潔生產的瓶頸問題,因此均需要選擇合理的規模化、經濟且高附加值方式集中利用。
開發磷酸絡合脫鈦和硫酸濃差結晶除鐵新技術
針對鈦白廢硫酸含FeSO4、Ti OSO4等雜質, 提出利用Ti OSO4+2nH3PO4→Ti O2 (P2O5) n*m H2O↓+H2SO4的原理,使廢酸中Ti OSO4生成Ti3(PO4) 4沉淀去除鈦雜質;根據鐵雜質在混酸酸度為w(H2SO4)65%、冷卻溫度65℃、陳化時間4 h條件下溶解度最低的特點, 使大部分鐵以FeSO4*H2O形式析出純化。開發了預處理—濃硫酸混配—冷卻—熟化—固液分離等工藝環節組成的磷酸絡合脫鈦和硫酸濃差結晶除鐵新技術, 工藝流程見圖1。凈化得到的硫酸用來制備濕法磷酸, 磷酸用來生產磷復肥,副產磷鈦石膏用來制硫酸和水泥,濾渣 (主要成分為FeSO4*H2O) 用來摻燒制硫酸,消除了資源化利用過程中副產品對下游產品的影響,實現了鈦白廢酸的高效高值利用, 解決了鈦白廢酸和磷鈦石膏污染排放的世界性難題。
開發的新技術凈化酸指標為w (H2SO4)為(64±1) %、w(FeSO4)≤1.0%、w(Ti OSO4)≤0.3%,實現了年處理鈦白廢硫酸400kt,可為萃取磷酸節省硫酸[折w(H2SO4)100%]80 kt,硫酸按現價360元/t計, 則每年綜合利用鈦白廢酸節省硫酸費用為2880萬元;處理裝置裝機功率500kW、用工12人,年處理成本約為460萬元,每年直接經濟效益為2420萬元。
廢渣硫酸亞鐵的利用
以鈦白固廢硫酸亞鐵及廢硫酸為原料, 借助催化劑(亞硝酸鈉)的作用,利用氧氣作為氧化劑使硫酸亞鐵在酸性介質中被氧化成三價鐵離子。然后用氫氧化鈉中和, 調整堿化度進行水解, 聚合反應制得聚合硫酸鐵。
相關文章：-----------聚合硫酸鐵生產工藝制備
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