钛白生产中三废综合利用和净化处理

钛白生产中三废综合利用和净化处理

硫酸法产生的大量三废污染。北京有色金属研究总院与林甸县磷肥厂合作在1500t/a硫酸法生产B-101涂料钛白粉车间的建设中,实现了三废综合利用和净化处理设施与主体工程同时设计、同时施工、同时验收。本文介绍该厂钛白生产中三废综合利用和净化处理的具体方法。1硫酸法简要说明钛白的生产1.1原材料和组成硫酸法生产钛白以钛铁矿和硫酸为原料,钛铁矿产地是广西,硫酸为本厂生产。以上两种原料的组成见表1。1.2工艺硫酸法生产钛白的工艺流程如图1所示。2三大公共处理措施2.1以hso4为原料生产磷酸硫酸法制取锐钛型涂料钛白,生产1t成品产生3.5t稀硫酸,其中H2SO4的质量分数为20%～25%。稀酸总量的20%返回酸解工序,作稀释浓硫酸用,可节省浓硫酸的消耗,或在浸取时用以调节钛液的F值(即H2SO4与TiO2的浓度比)和提高钛液的稳定性。稀酸总量的60%去蒸发浓缩,使H2SO4的质量分数提高到40%,经冷冻去除硫酸亚铁和其它沉淀物后,再与浓硫酸混合配成H2SO4质量分数为65%的硫酸,用于本厂生产磷酸。其余20%的稀酸外销。2.2流式石灰滤池各工序产生的酸性废水的水量见表2。各工序的废水酸度不同,即使同一工序,不同时间排出的废水酸度也不同,pH波动范围为0.7～5。采用升流式石灰石滤池中和处理酸性废水,进水中H2SO4的质量分数为2%,控制废水上升流速为20～40m/h,在高流速作用下,滤料是悬浮状态,中和产生的CaSO4及CO2气体被水流带出池外。滤料相互碰撞摩擦,有助于阻止滤料被覆盖、减小滤料粒径、使表面积增加,因而可提高中和速度。出水中含有大量CO2,pH约为4～5,经曝气池脱气后,pH达到7.5。废水经处理后,符合国家排放标准,排放废水分析结果见表3。2.3污染治理2.3.1废气的组成和排放流程酸解工序每天酸解5批钛铁矿粉,每批钛铁矿粉酸解的主反应时间为10min,在此时间内排放含SO2、SO3和酸雾的废气,每天排放50min,排气量为170m3/min。酸解工序废气的特点是温度高(最高可达180℃),排放量大,排放时间短。经测定废气组成如表4所示。酸解工序排放废气的处理流程见图2。废气先进入水洗塔,降温、除尘、除酸雾,水洗塔塔身由硬塑料板制成,上部装有水喷淋装置,形成数道横向水幕。废气经水洗后,由离心式鼓风机送入构造相同的碱洗塔,用质量浓度为2～4g/L的NaOH溶液喷淋吸收SO2、SO3和酸雾。经水洗碱洗的废气进入湍球塔除雾后,经30m高的烟囱排入大气。三塔所排废水混合后排入升流式废水过滤池。采用这一流程处理后的废气含SO3189mg/m3、SO2110mg/m3,符合国家排放标准。2.3.2细菌净化、除尘煅烧工序排放废气4500m3/h,其组成见表5,处理流程见图3。煅烧废气先经过沉降室沉降,将沉降的钛白粉回收,再进入水洗室用水喷淋,回收部分钛白粉、吸收部分含硫气体和降低废气温度至50℃左右。沉降室和水洗室除尘效率达90%。然后气体进入碱洗塔,吸收SO2和SO3,净化效率达90%,处理后的废气含SO3130mg/m3、SO230mg/m3,符合国家排放标准。净化后的烟气经30m高的烟囱排入大气。处理中所排废水排入升流式废水过滤池。2.4出渣液及固体物硫酸法生产钛白主要原料是钛铁矿和硫酸,原料中有害成分极少。每生产1t钛白排出渣液约400kg,其中固体物约120kg。固体物大部分是未反应的矿粉。该渣液经沉降过滤后,钛液回收返回酸解工序,废渣送往渣场堆放。硫酸法生产钛白,在冷冻结晶后的过滤工序,排出大量固体硫酸亚铁,约15t/d,该厂将其全部外销。2.5粉碎过程(1)钛铁矿磨粉时产生粉尘,治理措施是加强管道和设备的密封,雷蒙磨采用负压操作,出料口采用密封式布袋收尘器回收粉尘。(2)煅烧时及产品粉碎过程中产生的粉尘用旋风除尘器和布袋收尘器回收。经测定,室内粉尘浓度为1.8mg/m3,达到国家标准(国家标准为2mg/m3)。3废气的净化改造(1)各工序排放的酸性废水经升流式石灰石滤池中和处理后,pH为7.5,可达到排放标准。(2)酸解工序排放的废气经水洗塔、碱洗塔和除雾净化后,SO3去除率为97.5%,SO2去除率为90.7%。(3)煅烧工序排放的废气经沉降室、水洗室、碱洗塔和除雾净化后,SO3去除率为96.1%,SO2去除率为94.5%,处理后的废气符合国家排放标准。(4)矿石粉碎、煅烧和产品粉碎过程产生的粉尘用