本发明属于钛白废酸应用领域，具体涉及一种浓缩净化钛白废酸的方法。
背景技术：
硫酸法生产钛白粉将产生废硫酸(简称钛白废酸)。通常钛白废酸中硫酸质量分数在19％～23％，每吨钛白粉产生废硫酸5～8t。欧洲在进入90年代后基本解决了硫酸法钛白废酸及废副产品的处理与利用问题。今天中国的硫酸法钛白粉正步其后尘，面临环保的压力与废物处理的技术和经济问题。
太阳能是新能源与可再生能源的重要组成部分。太阳能属于分布性洁净的自然资源，具有就地开发、无需运输、取之不尽、用之不竭、不会污染环境、利于保护环境的优点。山东天虹弧板有限公司开发出了以工业废弃物提钒尾渣为主要原料的钒钛黑瓷太阳能板，该太阳能板由普通陶瓷和钒钛黑瓷组成，成本低、寿命长、性能稳定，大规模生产1平方米陶瓷太阳板的成本、能耗是同面积常规太阳能集热体的几分之一到十分之一，使用寿命是几倍到十倍。目前太阳能在工业上的应用主要局限于集热供水(光热利用)，因此将太阳能与钛白废酸的浓缩结合起来，将极大的提高太阳能在工业上的应用空间，有利于推动太阳能产业发展和资源综合利用、节能减排工作的推进。
在钛白废酸处理工艺上，国外工艺相对比较成熟，废酸浓缩一般采用两效三段浓缩工艺。即20％(质量分数)废酸经两级预热后，与循环酸一道进入一段加热器、蒸发器；大部分酸继续循环，一部分酸进入二段蒸发装置，情况同一段；然后再进入三段蒸发装置。经三段强制循环蒸发后，大部分酸继续循环，一部分酸即70％废酸流至带搅拌液封箱。浓废酸经冷却器，送入滤前中间槽，滤液即成品酸进入成品酸槽；滤渣即含酸的一水硫酸亚铁由皮带机送走。
三段浓缩的基本工艺参数：第一段，废酸质量分数由20％浓缩至28％，温度115℃，压力(表压)100kPa；第二段，废酸质量分数由28％浓缩至60％，温度80℃，压力(绝压)8kPa；第三段，废酸质量分数由60％浓缩至70％，温度115℃，压力(绝压)8kPa。
国内对废酸的浓缩回收，通常采用钛质常压蒸发器或减压薄膜蒸发器，实践证明存在以下问题：(1)蒸汽、水耗量大，电耗量高，运行费用高；(2)处理量小，蒸发管道极易阻塞，运行不稳定；(3)材质要求高，设备投资大；(4)操作复杂，维修困难、费用高。
申请人于2012年申请了一件利用太阳能浓缩钛白废酸的方法的专利，该专利利用太阳能作为预加热热源，并且作为真空蒸发的辅助热源，然后冷却得到最终产品，该方法所耗电能较多，并且最终钛白废酸的浓度不高。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗更低、产品浓度更高的浓缩净化钛白废酸的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种浓缩净化钛白废酸的方法，包括如下步骤：
a、利用太阳能加热装置对钛白废酸进行加热，使钛白废酸温度达到30～40℃；
b、将加热后的钛白废酸送入真空蒸发槽进行浓缩；太阳能加热装置产生的热量作为真空蒸发槽的热源，控制压强0.005～0.01MPa；浓缩至钛白废酸浓度38-42％；
c、将步骤b浓缩后的废酸送入冷却池冷却至0-5℃，然后沉降4-8小时；
d、取步骤c上清液送入真空蒸发槽进行浓缩；用太阳能加热装置产生的热量作为真空蒸发槽的热源，控制压强0.005～0.01MPa；浓缩至钛白废酸浓度55-65％。
其中，上述方法中，所述太阳能加热装置的集热板采用钒钛黑瓷太阳能板。
本发明的有益效果是：本发明相对于申请人申请的前个专利，可以全部采用太阳能加热装置提供热量，主要是压强要求更高，蒸发温度更低。申请人经过长期的试验研究发现，直接将钛白废酸蒸发至较高浓度，然后冷却除杂，其所耗能源较高；采用本发明方法先浓缩至浓度38-42％，然后冷却沉降较长时间，再真空浓缩至60％左右，可以在浓缩至较高浓度(60％左右)的情况下，节约更多能耗，产品纯度更高。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的说明。
本发明一种浓缩净化钛白废酸的方法，包括如下步骤：
a、利用太阳能加热装置对钛白废酸进行加热，使钛白废酸温度达到30～40℃；
b、将加热后的钛白废酸送入真空蒸发槽进行浓缩；太阳能加热装置产生的热量作为真空蒸发槽的热源，控制压强0.005～0.01MPa；浓缩至钛白废酸浓度38-42％；
c、将步骤b浓缩后的废酸送入冷却池冷却至0-5℃，然后沉降4-8小时；
d、取步骤c上清液送入真空蒸发槽进行浓缩；用太阳能加热装置产生的热量作为真空蒸发槽的热源，控制压强0.005～0.01MPa；浓缩至钛白废酸浓度55-65％。
本领域技术人员可以理解的是，本发明方法可以有多条生产线，管线可以交差换热处理，如本发明步骤c沉降后的冷却液，可以用于另一条生产线冷却时的初步冷源，本发明步骤d最终的产品，可以用于另一条生产线步骤d初稿的热源。本发明相对于申请人申请的前个专利，可以全部采用太阳能加热装置提供热量，主要是压强要求更高，蒸发温度更低。申请人经过长期的试验研究发现，直接将钛白废酸蒸发至较高浓度，然后冷却除杂，其所耗能源较 高；采用本发明方法先浓缩至浓度38-42％，然后冷却沉降较长时间，再真空浓缩至60％左右，可以在浓缩至较高浓度(60％左右)的情况下，节约更多能耗，产品纯度更高。
优选的，上述方法中，所述太阳能加热装置的集热板采用钒钛黑瓷太阳能板。
下面通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的说明，但并不因此将本发明的保护范围限制在实施例之中。
实施例一
硫酸法钛白粉生产中的废酸1000ml(比重1.313g/l)(分析测定：硫酸20.8％)进入钒钛黑瓷太阳能板的加热装置预加热至30℃，随后通过耐酸泵打到真空蒸发槽中，真空蒸发槽采用另一太阳能加热装置产生的热量作为热源，控制压强为0.007MPa，浓缩至钛白废酸浓度40％，随后将浓缩后的液体输送至冷却池，用冷冻盐水(温度为-20℃左右)冷却至0℃，沉降7小时，使大部分杂质晶体析出，将浓缩后的一次废酸输入另一真空蒸发槽进行二次蒸发，真空蒸发槽上的钒钛黑瓷太阳能板内通导热油，控制导热油温度为200℃，保证废酸液温度达到50℃，浓缩得到60％wt硫酸340ml。
实施例二
硫酸法钛白粉生产中的废酸1000ml(比重1.298g/l)(分析测定：硫酸19.7％)进入钒钛黑瓷太阳能板的加热装置预加热至40℃，随后通过耐酸泵打到真空蒸发槽中，真空蒸发槽采用另一太阳能加热装置产生的热量作为热源，控制压强为0.006MPa，浓缩至钛白废酸浓度40％，随后将浓缩后的液体输送至冷却池，用冷冻盐水(温度为-20℃左右)冷却至0℃，沉降8小时，使大部分杂质晶体析出，将浓缩后的一次废酸输入另一真空蒸发槽进行二次蒸发，真空蒸发槽上的钒钛黑瓷太阳能板内通导热油，控制导热油温度为200℃，保证废酸液温度达到45℃，浓缩得到60.5％wt硫酸325ml。