申请日2014.07.15
公开(公告)日2014.10.08
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明涉及一种硫酸法钛白废水处理方法，将偏钛酸一洗工段中的硫酸浓度不低于5%的前段一洗废水送至酸化槽;将其它均化后用电石渣或石灰中和并通入空气氧化，经沉降，上清液外排，浓密稠浆送入酸化槽，经搅拌、固液分离，得普通沉淀石膏，硫酸铁、硫酸亚铁混合溶液送入中和池，用菱镁矿粉中和，再经固液分离，得到含硫酸铁、三氧化二铁的铁泥。本发明不产生钛石膏。不会出现因钛石膏难以应用，而堆放占用大量土地并且污染环境的问题。铁泥干渣中Fe含量达到55%以上，可以作为炼铁原料得到回收利用。
权利要求书
1.一种硫酸法钛白废水处理方法，包括如下步骤：
(1)将偏钛酸一洗工段中的硫酸浓度不低于5%的前段一洗废水单独分 离出来并送至酸化槽;
(2)将偏钛酸一洗工段中的后段一洗废水及其它工段产生的酸性废水收 集至废水均化池均化后，用电石渣或石灰中和至pH:7～8，并通入空气氧化 1～2h，得到中和料浆a;
(3)将上述中和料浆a送入浓密池沉降，其上清液达标后外排，浓密稠 浆送入酸化槽;
(4)搅拌并维持酸化槽内液体pH:1.0～1.5;
(5)将上述酸化料浆进行固液分离，得普通沉淀石膏和硫酸铁、硫酸亚 铁混合溶液;
(6)将硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液送入中和池，用菱镁矿粉中和至 pH:3.5～4.0，得中和料浆b;
(7)将中和料浆b进行固液分离，得到含硫酸铁、三氧化二铁的铁泥。
2.根据权利要求1所述的硫酸法钛白废水处理方法，其特征是：步骤(1) 所述单独分离出来的前段一洗废水硫酸浓度不低于7%。
3.根据权利要求1所述的硫酸法钛白废水处理方法，其特征是：步骤(2) 用电石渣或石灰中和至pH:8，通入空气氧化2h。
4.根据权利要求1所述的硫酸法钛白废水处理方法，其特征是：步骤(4) 搅拌时间不低于0.5h。
5.根据权利要求1所述的硫酸法钛白废水处理方法，其特征是：步骤(6) 用的菱镁矿粉其MgO含量不小于42.0%，CaO含量不大于1.0%。
6.根据权利要求1所述的硫酸法钛白废水处理方法，其特征是：步骤(7) 得到的滤液返回废水均化池。
说明书
一种硫酸法钛白废水处理方法
技术领域
本发明涉及一种硫酸法钛白粉生产工艺中产生的钛白废水处理方法。
背景技术
硫酸法钛白粉生产过程中会产生大量酸性废水，每生产1t钛白粉可产生 废水40～60t。钛白废水中主要杂质为硫酸和硫酸亚铁，以及少量的偏钛酸， 其硫酸含量为1.5～3%，铁含量为0.2～0.4%。该废水不能直接排放。
目前一般采用碱性物质中和方法处理钛白废水：一是将均化后的钛白废 水用电石渣或石灰直接中和至PH:8.0，并通入空气氧化，经过固液分离得到 达标的滤水和钛石膏。二是将均化后的钛白废水用电石渣或石灰分两步中和， 先中和至PH:1～2，分离后得到普通沉淀石膏和含铁滤液;含铁滤液再中和至 PH:8.0，经固液分离后得到达标的滤水和钛石膏。普通沉淀石膏与钛石膏重量 比约为4:6。
钛石膏因大量铁离子水合作用，造成其含水量高、粘度大，难以应用， 堆放不仅占用大量土地并且污染环境。上述两种方法都存在难以处置的钛石 膏问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以减少钛石膏产生的硫酸法钛白废水处理方 法，可以避免大量钛石膏难处理带来的堆放和环境污染问题，还能将钛白废 水中铁实现资源化利用。
发明人注意到钛白废水中所含铁杂质绝大部分来自于偏钛酸一洗废水。 而一洗废水中的硫酸浓度、铁浓度随着洗涤进程降低。发明人通过跟踪偏钛 酸一次洗涤工艺流程，了解到每批片料一次水洗时间为连续5h。每组片一洗 废水不同时段组分变化情况见下表：
废水时段 0～1h 1～2h 2～3h 3～4h 4～5h 平均H2SO4(%) 17.515 7.675 2.650 1.315 0.850 平均Fe(%) 2.955 1.225 0.370 0.175 0.106
如果能将一洗废水中前段含硫酸浓度、铁浓度较高的废水收集起来另行 处理，则其它各工段的钛白废水采用中和处理，可以明显减少或不产生钛石 膏。
本发明正是基于上述思路实现的，包括如下步骤：
(1)将偏钛酸一洗工段中的硫酸浓度不低于5%的前段一洗废水单独分 离出来并送至酸化槽;
(2)将偏钛酸一洗工段中的后段一洗废水及其它工段产生的酸性废水收 集至废水均化池均化后，用电石渣或石灰中和至pH:7～8，并通入空气氧化 1～2h，得到中和料浆a;
(3)将上述中和料浆a送入浓密池沉降，其上清液达标后外排，浓密稠 浆送入酸化槽;
(4)搅拌并维持酸化槽内液体pH:1.0～1.5;
(5)将上述酸化料浆进行固液分离，得普通沉淀石膏和硫酸铁、硫酸亚 铁混合溶液;
(6)将硫酸铁和硫酸亚铁混合溶液送入中和池，用菱镁矿粉中和至 pH:3.5～4.0，得中和料浆b;
(7)将中和料浆b进行固液分离，得到含硫酸铁、三氧化二铁的铁泥。
上述技术方案的原理为：通过碱性物中和处理含铁量较低的大部分钛白 废水，使得所含硫酸根、铁离子沉降;由于亚铁离子在稀硫酸中的溶解度随 着浓度增加而增加，用单独分离出来的酸浓较高的偏钛酸前段一洗废水处理， 可以将其中铁沉淀物溶解，再通过固液分离得到普通沉淀石膏和富含亚铁离 子的溶液。含铁溶液以菱镁矿粉为中和剂，使其中三价铁沉降下来，分离后 得到铁泥，滤液返回废水均化池。主要反应式如下：
H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4·2H2O↓
4FeSO4+O2+4H2O→2Fe2O3↓+4H2SO4
Fe2O3+3H2SO4→Fe2(SO4)3↓+3H2O
H2SO4+MgCO3→MgSO4+CO2+H2O
所得普通沉淀石膏可用于制水泥缓凝剂，所得铁泥经干燥后可作为炼铁 原料。
考虑到酸化处理的酸浓越高，对铁离子的溶解度越高。因此，步骤(1) 所述单独分离出来的前段一洗废水硫酸浓度不低于7%较好。
步骤(2)用电石渣或石灰中和至pH:8，呈微碱性，有利于硫酸根离子形 成石膏而沉淀。通入空气氧化时间最好是2h，以利于料浆中的二价铁转化为 三价铁。
步骤(4)搅拌时间不低于0.5h。
步骤(6)用的菱镁矿粉其MgO含量不小于42.0%，CaO含量不大于1.0%， 有利于生成MgSO4。
步骤(7)得到的滤液返回废水均化池。
本发明的有益效果在于：
1、不产生钛石膏。不会出现因钛石膏难以应用，而堆放占用大量土地并 且污染环境的问题。
2、钛白废水中的铁可以作为炼铁原料得到回收利用。通过将偏钛酸的一 洗废水分段处理，使得大部分含铁量较低的钛白废水通过用电石渣或石灰中 和及氧化处理后，二价铁离子氧化沉降得以富积在固相的稠浆中。用偏钛酸 的前段高浓度一洗废水酸化处理前段中和浓密稠浆，使得稠浆中铁被酸解而 进入液相中，从而获得不含铁的普通石膏。继而用菱镁矿粉中和含铁滤液， 使用二价铁再次氧化成三次铁而进入固相的铁泥中，可以作为炼铁原料得到 利用。经检测，本发明所得铁泥干渣中Fe含量达到55%以上。
