硫酸法钛白废酸浓缩新工艺

1、硫酸法钛白废酸浓缩新工艺摘 要：作为重要的化工原料，钛白应用非常广泛，硫酸 法在生产钛白粉的过程中， 往往会伴有大量的废硫酸产生， 对环 境的污染非常严重。如何综合治理废硫酸，已经是迫在眉睫。目 前浓缩回收废硫酸， 也有着非常广阔的应用前景。 本文着重叙述 了国内外处理钛白废酸技术的基本情况， 同时对钛白废酸浓缩新 工艺进行介绍，并进一步提出了钛白废酸回收利用发展方向。在生产钛白粉的方法中， 硫酸法应用比较普及， 但在生产的 过程中会产生大量的废硫酸。在一般情况下，生产 1 吨钛白粉， 将会产生58t的废硫酸，而废酸中硫酸质量分数基本上是在 1923%在上个世纪90年代，欧洲已经基本上解决了钛

2、白废酸 的利用和处理问题， 我国硫酸法钛白粉处理工艺正刚刚起步， 面 临着废酸处理技术、环保及经济等诸多问题。一、国外具有代表性的废酸浓缩工艺 芬兰等国家在钛白废酸处理工艺上， 一直处于领先地位。 芬 兰公司采用两效三段浓缩工艺来对废酸进行处理。 经过 2 级预热 后， 20%的废酸和循环酸一起，进入第一道环节的蒸发器和加热 器；其余的废酸继续进行循环， 其中有一部分废酸和前一段情况 一致，进入二段蒸发装置，然后在继续进入第三段蒸发装置，经 过三道环节的强制蒸发和循环之后， 大部分仍旧在循环， 废酸中 的 70%流到搅拌液封箱里，通过冷却器的处理，送入中间槽进入 滤前处理，成品酸即滤液进入成品

3、酸槽，由皮带机将滤渣送出。 从目前来看， 芬兰公司所采用的废酸浓缩已经暴露出许多的 弊端， 特别是针对以岩矿为主的钛白废酸， 无论是设备结构还是 工艺参数，都已经相对过时。二、中国钛白废酸处理概述1. 直接使用 我国很多化工厂，如株洲化工厂、襄樊无机化工厂等，都是 在生产普钙的过程中国直接掺用废酸， 上海钛白粉厂直接接废酸 用于唐铁酸洗，广州钛白粉厂用于生产硫酸铁。2. 加工使用 其使用原理是先浓缩和净化废酸后，在其它方面进行应用。如我国南京油脂化工厂， 将废酸的浓度从 20% 左右浓缩到 40%， 将硫酸亚铁冷冻分离之后，用于外销，在磷肥生产中使用，采用 搪瓷夹套反应釜为蒸发设备， 在设备建

4、成之后， 安装了一套管式 石墨蒸发器， 但由于含有较高的原始废酸偏钛酸， 所以没有正式 投产使用。3. 其他使用 利用废酸生产人造富钛料和金红石， 但缺点是仍旧会产生一 些需要处理的稀废酸。三、中国钛白废酸浓缩的相关技术 采用两次固液分离、 三段浓缩的方式， 对钛白稀废酸进行回收。第一段采用回转窑尾气进行加热，通过浓缩，将炉气带来的钛白粉进行分离； 二段采用蒸汽， 通过块孔石墨换热器进行三效 蒸发浓缩。浓缩浓度依次为304565%最后进行冷却和结晶， 将硫酸盐固体杂质包括硫酸亚铁分离出来。 三段式继续浓缩， 将 从固体分离后的稀硫酸从 65 80%，此方法具有如下缺点： 1) 使用回转窑尾气，

5、忽略了钛白粉的经济价值，只利用了热能；2)由于钛白粉粉尘具有一定的溶解能力，加上硫酸氧钛没有水解， 使酸的粘度加大。为后续的蒸发和浓缩造成了一定的难度。 3) 二段浓缩中的石墨换热器， 由于其特殊形式和结构， 不利于钛白 废酸的换热，造成了相对频繁清理结垢，耗时又耗资。4)三段浓缩中的碳化硅蒸发器， 会有巨大的设备投资， 工艺流程繁冗、 工艺升温和降温损耗较大，操作非常复杂。四、硫酸法钛白废酸浓缩新工艺1. 已申请的专利技术 稀硫酸浓缩除杂已经被申请专利， 此方法利用废酸逆流喷雾 蒸发浓缩及热空气换热，解决了钛白粉副产稀硫酸浓缩结垢问 题，同时也解决了工艺繁杂冗长的弊端。通过 5 a 工业化生

6、产连 续运行， 已经产生了巨大的社会效益和经济效益。 但该方法的弊 端是： 1)由于使用喷雾雾化稀硫酸及大量热空气进行热交换， 增加了能耗。 同时造成了尾气排放量大， 有许多的尾气和显热被 带走，不利于节能减排工作。 2)进行低浓度废酸的浓缩时，由 于没有再次利用二次蒸汽，造成了能源的浪费。2. 最新的专利申请技术为了克服上述工艺流程上的种种缺陷， 结合欧洲比较成熟的 经验，利用我国用矿特点及硫酸法钛白生产工艺，我们开发和研制了对所有的钛矿原料都比较适合的生产装置，及钛白废酸浓缩回用工艺。改技术已经申请国家发明专利， 其原理是充分分析和 认识了产生结垢物质的机理和形态，以及钛白废酸的化学成分，得出结论是，结垢现象的发生，并非是因为硫酸铁及偏钛酸造成 的，为此采取过饱和度措施进行消除结垢，使结垢几率及结垢速率进一步降低。并进一步解决了长期对国内业界造成困扰的浓缩 废酸的换热器结垢、易堵难题。该技术工艺是采用一次分离一水 硫酸亚铁及两效三段浓缩的流程，即经济适用、又简单方便。五、结语作为重要的化工原料，钛白应用非常广泛，硫酸法在生产钛 白粉的过程中，往往会伴有大量的废硫酸产生， 对环境的污染非 常严重。如何综合治理费硫酸，已经是迫在眉睫。目前浓缩回收 废硫酸，也有着非常广阔的应用前