一种硫酸厂动力波稀酸的回收处理方法
阅读说明：本技术 一种硫酸厂动力波稀酸的回收处理方法 (Recovery processing method of dynamic wave dilute acid in sulfuric acid plant ) 是由 曾小林 王国锋 卢慧军 鞠浩 朱先念 于 2020-12-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种硫酸厂动力波稀酸的回收处理方法,属于硫酸生产副产动力波稀酸的回收利用技术领域,包括如下步骤：(1)取车间动力波稀酸,采用膜过滤去除动力波稀酸中的杂质,除杂后动力波稀酸中的铁含量低于500ppm；(2)过滤除杂后的稀酸质量百分数提浓至10％以上；(3)提浓后的稀酸用于钛白粉生产过程中的偏钛酸漂白。本发明通过浓缩和膜过滤后,酸浓能达到16％,Fe含量0.02％以下,用以漂白偏钛酸,漂后料浆经二洗后Fe含量在30ppm内,煅烧后的窑下物亮度≥93.8,其他杂质含量也在正常水平,对产品质量无影响,因此本发明提供的技术方案能有效利用动力波稀酸,并减少98％硫酸的使用量,达到副废回收利用、节能减排的目的。(The invention discloses a recovery processing method of dynamic wave dilute acid in a sulfuric acid plant, belonging to the technical field of recovery and utilization of by-product dynamic wave dilute acid in sulfuric acid production, comprising the following steps: (1) taking the power wave dilute acid between the vehicles, removing impurities in the power wave dilute acid by adopting membrane filtration, wherein the iron content in the power wave dilute acid after impurity removal is lower than 500 ppm; (2) concentrating the filtered and impurity-removed dilute acid to over 10 percent by mass; (3) the concentrated dilute acid is used for bleaching metatitanic acid in the production process of titanium dioxide. After concentration and membrane filtration, the acid concentration can reach 16 percent, the Fe content is below 0.02 percent, the bleaching is used for bleaching metatitanic acid, the Fe content of the bleached slurry is within 30ppm after the slurry is subjected to secondary washing, the brightness of calcined kiln waste is more than or equal to 93.8, the content of other impurities is also at a normal level, and the product quality is not influenced, so the technical scheme provided by the invention can effectively utilize dynamic wave dilute acid, reduce the use amount of 98 percent sulfuric acid, and achieve the purposes of recycling side waste, saving energy and reducing emission.)
技术领域
本发明属于硫酸生产副产动力波稀酸的回收利用技术领域，具体涉及一种硫酸厂动力波稀酸的回收处理方法。
背景技术
目前公司钛白粉生产过程中所用的98％硫酸少部分靠自己生产，98％酸生产时，硫磺等原料在燃烧过程中，会产生烟气，一般用水喷淋净化烟气。烟气里面含有少量的SO3，用水喷淋后会SO3会溶于水中形成稀硫酸，此稀酸被称为动力波稀酸。由于喷淋水循环使用，最终稀硫酸的浓度会达到10％-20％。但原料硫磺往往不纯，含有杂质，燃烧后会随烟气进入稀硫酸中导致此酸不能直接用于工业生产，往往只能送至污水站进行处理。我国每年硫酸消耗量位居世界前列，生产这些硫酸所产生的稀酸的量也是很大的。将之送去处理，不仅给环保方面带来很大的压力，而且会造成资源的极大浪费，对动力波稀酸进行回收利用，生产出附加值较高的产品，将对我国的的可持续发展产生重要影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硫酸厂动力波稀酸的回收处理方法，以解决上述提及现有动力波稀酸大量浪费、后续污水处理负荷大的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种硫酸厂动力波稀酸的回收处理方法，包括如下步骤：
(1)取车间动力波稀酸，采用膜过滤去除动力波稀酸中的杂质，除杂后动力波稀酸中的铁含量低于500ppm；
(2)除杂后的稀酸用于钛白粉生产过程中的偏钛酸漂白。
作为优选地，步骤(1)中，膜过滤采用的膜为无机陶瓷膜。
作为优选地，步骤(2)中，稀酸以H2SO4:TiO2＝1:5～1:8的质量比加入漂白过程。
作为优选地，步骤(2)中，漂白前的偏钛酸中铁含量为2000～3000ppm。
作为优选地，步骤(2)中，三价钛含量为0.3～0.8g/L。
作为优选地，步骤(2)中，漂白熟化90分钟后进行水洗，洗水用量不低于总钛含量的20倍。
偏钛酸漂白工段，是在酸性条件下将偏钛酸料浆中Fe等杂质用三价钛还原后经水洗除去的过程，目前加入的是98％硫酸来保证酸性环境，但公司在实际生产中发现，只要总酸量、酸纯度足够，其实对所加酸的酸浓度没严格要求，结合现有生产情况，如果将公司硫酸生产产生的动力波稀酸初步净化后代替98％硫酸进行漂白，将大大降低成本。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过浓缩和膜过滤后，用以漂白偏钛酸，漂后料浆经二洗后Fe含量在30ppm内，煅烧后的窑下物亮度≥93.8，其他杂质含量也在正常水平，对产品质量无影响，因此本发明提供的技术方案能有效利用动力波稀酸，并减少98％硫酸的使用量，达到副废回收利用、节能减排的目的，预计每年带来经济效益26万元；
2、本发明对动力波稀酸进行回收利用，生产出附加值较高的产品，将对我国的的可持续发展产生重要影响；
3、本发明对整个化工生产行业在废物利用及环境保护方面提供一条新思路。
具体实施方式
下面结合各实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例1
本实施例通过回收利用钛白粉厂硫酸生产过程中产生的副废动力波稀硫酸，将其过滤净化后代替浓硫酸用于钛白粉生产中的漂白过程。
取车间动力波稀酸，H2SO4浓度17％，采用无机陶瓷膜过滤后采用耐酸膜除去内部的铁等元素。检测将此部分稀酸，测试结果是铁含量低于200ppm，然后用于偏钛酸一洗打浆料的漂白过程，漂前物料中的铁含量可达2000～3000ppm左右。随后20倍脱盐水水洗，再进行盐处理、煅烧分析其亮度和白度的变化。
本实施例中：
(1)动力波稀酸的净化：动力波稀酸无机陶瓷膜过滤后结果表明稀酸的中杂质含量可显著降低至500ppm以内，而漂前物料中的铁含量可达2000～3000ppm左右，因此此稀酸可以用于漂白过程；
(2)稀酸用量：控制漂白时酸含量以H2SO4:TiO2＝1:5、1:6、1:7、1:8加入漂白过程，三价钛含量为0.3～0.6g/L，漂白熟化90分钟后进行水洗，洗水用量为总钛含量的20倍。结果表明所加的酸量越多漂白效果越好，二洗滤饼铁含量均可满足指标要求。
实施例2
本实施例考察动力波稀酸膜过滤时的净化效果，并将所净化的稀酸加入漂白罐中进行漂白，随后二洗，考察漂白效果。
按照操作规程进行处理，具体方案为动力波洗涤排放至稀酸储罐，随后将其送至膜过滤系统进行过滤出杂质及铁。去除后的清酸送至稀酸成品储罐备用，由于动力波废酸产量偏低且浓度波动较大，因此增加配酸大槽，加少量成品98酸将稀酸浓度稳定至20％左右。随后将20％的稀酸加入漂白罐进行漂白使用，根据漂白的总钛含量按照酸钛比为1：5，三价钛加量为0.63g/L进行漂白。
漂白熟化至少90min后，将其转至二洗压滤机进行洗涤，按照现有工艺进行，打浆后测试铁含量，合格后进行盐处理、煅烧等过程。
本实施例中，膜过滤除动力波稀酸中杂质效果较好，稀酸完全澄清无固体杂质，其中的铁含量显著降低，多批物料铁含量均低于2000ppm。经浓硫酸调节浓度稳定在20％左右，检测铁含量为1667ppm。将此净化后的稀酸加入漂白罐中，加入三价钛、煅烧晶种熟化120min后转至二洗压滤机进行洗涤。结果表明二洗效果不稳定，部分物料铁含量超标，主要是动力波稀酸中引入的铁含量偏多，导致三价钛含量偏低，无法很好的漂白偏钛酸。
实施例3
本实施例考察三价钛的加入量对洗涤的影响。另外计划降低动力波稀酸的过滤时的清液通量，以提高过滤效果，进一步降低铁含量，降低其对漂白的影响。
按照操作规程进行处理，具体方案为动力波洗涤排放至稀酸储罐，随后将其送至膜过滤系统进行过滤出杂质及铁，清液通量降至15m3/h左右。去除后的清酸送至稀酸成品储罐备用，由于动力波废酸产量偏低且浓度波动较大，因此增加配酸大槽，加少量成品98酸将稀酸浓度稳定至20％左右。随后将20％的稀酸加入漂白罐进行漂白使用，根据漂白的总钛含量按照酸钛比为1：5，三价钛的加入量分别为0.6、0.8、1.0g/L进行漂白。
漂白熟化至少90min后，将其转至二洗压滤机进行洗涤，按照现有工艺进行，打浆后测试铁含量，合格后进行盐处理、煅烧等过程。
结论：膜过滤时降低清液流量后对稀酸的过滤效果有所改善，铁含量较实施例2显著降低，铁含量达640ppm。随后采用浓硫酸调节浓度稳定在20％左右。将此净化后的稀酸加入漂白罐中，加入三价钛、煅烧晶种熟化120min后转至二洗压滤机进行洗涤。
净化后的稀酸送至配酸槽，加浓硫酸调节浓度为20％左右供后面漂白工序，经漂白熟化120min左右以后转入二洗压滤机洗涤，部分二洗打浆料铁含量分别为14ppm、26ppm、243ppm，证明三价钛的加入量对偏白效果也有一定影响。
实施例4
本实施例通过调节膜通量调节动力波稀酸的铁含量，其次优化漂白酸量和三价钛用量。
按照操作规程进行处理，具体方案为动力波洗涤排放至稀酸储罐，随后将其送至膜过滤系统进行过滤出杂质及铁，更换新的膜橇块清液通量降至15m3/h左右。去除后的清酸加98酸调节稀酸浓度稳定至20％左右。随后将20％的稀酸加入漂白罐进行漂白使用，根据漂白的总钛含量按照酸钛比为1:5、1:6、1:7，三价钛加量分别为0.6、0.7、0.8g/L进行漂白。
漂白熟化至少90min后，将其转至二洗压滤机进行洗涤，按照现有工艺进行，打浆后测试铁含量，合格后进行盐处理、煅烧等过程。
结论：更换新型过滤膜后除杂效果较好，跨膜压差大大增加，所得稀酸澄清无杂质，铁含量在200～800ppm之间。经浓硫酸调节浓度稳定在20％左右，将此净化后的稀酸加入漂白罐中，加入三价钛、煅烧晶种熟化120min后转至二洗压滤机进行洗涤。结果表明二洗效果较好，漂白效果与硫酸加量有明显关系。稀酸加量越少时，漂白时硫酸溶解氢氧化铁效果差，导致其难以去除。综合考虑将漂白时硫酸加入量定为酸钛比＝1:6，以节约成本，其去除效果基本稳定。
净化后的稀酸送至配酸槽，加浓硫酸调节浓度为20％左右供后面漂白工序。漂白过程数据如下表：
漂前总钛
漂前酸浓
漂后酸浓
漂后三价钛
304.3
29.42g/L
25.36g/L
0.28g/L
314.9
28.89g/L
24.59g/L
0.35g/L
294.6
27.01g/L
23.39g/L
0.34g/L
经漂白熟化120min左右以后转入二洗压滤机洗涤，二洗打浆料铁含量与酸含量关系如下表：
漂白酸钛比
漂前三价钛加量
二洗铁含量
1:5
0.6
18ppm
1:6
0.6
33ppm
1:7
0.7
74ppm
1:6
0.7
14ppm
1:6
0.8
22ppm
上述实施例仅为本发明的优选实施方式之一，不应当用于限制本发明的保护范围，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内。
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