隨著技術和裝備的進步, 硫酸法每生產(chǎn)1t鈦白粉將產(chǎn)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(xiàn)連續(xù)長周期生產(chǎn)。對鈦白廢水主流處理采用石灰 (或電石渣) 中和,費用高,副產(chǎn)大量鈦石膏(1t鈦白粉產(chǎn)6～7t) 堆存占地, 污染環(huán)境,浪費硫資源。副產(chǎn)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(chǎn)生量大, 是制約鈦白粉清潔生產(chǎn)的瓶頸問題,因此均需要選擇合理的規(guī)模化、經(jīng)濟且高附加值方式集中利用。
開發(fā)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F(xiàn)eSO4、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(jù)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(fā)了預處理—濃硫酸混配—冷卻—熟化—固液分離等工藝環(huán)節(jié)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(chǎn)磷復肥,副產(chǎn)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(chǎn)品對下游產(chǎn)品的影響,實現(xiàn)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(fā)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(xiàn)了年處理鈦白廢硫酸400kt,可為萃取磷酸節(jié)省硫酸[折w(H2SO4)100%]80 kt,硫酸按現(xiàn)價360元/t計, 則每年綜合利用鈦白廢酸節(jié)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(jīng)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(chǎn)工藝制備
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