本发明涉及一种钛白粉生产工艺，尤其是一种钛白粉后处理工艺。
背景技术：
：钛白粉生产过程中为了改善钛白粉的分散性及颜料性能，往往需要对二氧化钛进行无机表面包膜，典型的包膜物质有磷，铝，锆，钛，硅等，其中铝包膜的主要原料通常采用偏铝酸钠。多数钛白粉厂家在实际使用偏铝酸钠的过程中，往往配置成溶液，常年累月的使用中，偏铝酸钠溶液储罐中产生大量的黄褐色固体沉淀，该黄褐色固体沉淀即为本发明所述的“含铝沉积物”。含铝沉积物在罐体中难以溶解，长期累积导致罐体附着大量含铝沉积物。本公司一个约1000立方米的偏铝酸钠储罐，日进出偏铝酸钠溶液量约200吨，使用时间约10年，其中的含铝沉积物沉积达300吨，不仅占用了罐体的正常容积，而且由于外界因素可能导致含铝沉积物塌落甚至会影响到设备的正常运行和产品质量，因此必须定期对含铝沉积物进行清理，然而如何经济、环保的处置清理出的含铝沉积物成为摆在眼前的问题。技术实现要素：为经济、环保的处置含铝沉积物，本发明提供了一种含铝沉积物的回收利用方法。本发明所采用的技术方案是：含铝沉积物的回收利用方法，包括以下步骤：a、将含铝沉积物与计量的氢氧化钠试剂混合，升温至90℃以上，保温使反应充分进行，得到偏铝酸钠粗液；b、将偏铝酸钠粗液稀释至需要的浓度，并进行冷却，得稀释液；c、对稀释液进行固液分离，得到偏铝酸钠溶液。发明人通过检测得出，含铝沉积物的主要成分为约80％的三氧化二铝，约18％的氢氧化钠以及约2％的三氧化二铁。发明人认为，偏铝酸钠产生沉淀的主要原因是偏铝酸钠与空气接触和二氧化碳反应从而得到沉淀，同时沉淀进一步引发水解反应(拜耳法制备氢氧化铝原理)：naalo2+2h2o＝al(oh)3+naoh因此实际上含铝沉积物中的铝和碱是以大量偏铝酸钠和大量氢氧化铝的形式存在。而三氧化二铁主要是由于碱性条件下长时间积累导致沉淀富集所致。发明人提出，由于偏铝酸钠储槽的含铝沉积物主要为早期水解或反应水解得到的氢氧化铝固体，因此只要在一定碱溶液中充分加热即可将其主要成分溶解：而其中的三氧化二铁杂质不参与反应，使得杂质易于分离。基于此原理，本发明采用氢氧化钠试剂和偏铝酸钠储槽的含铝沉积物进行共热，充分搅拌溶解，得到略浑浊且带浅黄色的偏铝酸钠粗液(即含固相杂质三氧化二铁的偏铝酸钠溶液)，经固液分离除去固相杂质后得到偏铝酸钠溶液，该偏铝酸钠溶液完全符合钛白粉包膜工艺要求，可用于钛白粉无机包膜工序。本发明中的氢氧化钠试剂指的是氢氧化钠溶液或固体氢氧化钠，当使用氢氧化钠溶液时，为保证反应顺利进行，溶液中氢氧化钠的质量浓度最好在20％以上；当使用固体氢氧化钠时，需先将其配置成溶液。作为本发明的进一步改进，在步骤a之前先对含铝沉积物进行预粉碎，以保证含铝沉积物能迅速溶解。作为本发明的进一步改进，步骤a具体为：将含铝沉积物与计量的氢氧化钠试剂混合均匀，升温至沸腾，并保沸120～240min。发明人经实验得出，含铝沉积物与氢氧化钠在沸腾条件下保沸120～240min可基本溶解完全。作为本发明的进一步改进，步骤b中稀释液浓度为：稀释液中铝含量(以al2o3计)为100～150g/l，以达到最佳的过滤性能，并符合钛白粉包膜的要求。作为本发明的进一步改进，步骤a的偏铝酸钠粗液中的钠和铝的摩尔比为0.90～0.95:1。通常含铝沉积物由于吃液会含有一定量偏铝酸钠，因此可以根据吃液情况适当减少氢氧化钠的添加量，以避免不必要的碱的消耗，且即便氢氧化钠添加量略有不足，也可以通过后续工艺进行补加来调整。作为本发明的进一步改进，检测步骤a所得偏铝酸钠粗液中钠和铝的摩尔比，当钠和铝的摩尔比小于或等于1时，补加氢氧化钠试剂调整偏铝酸钠粗液中钠和铝的摩尔比为1.0～1.1:1。由于含铝沉积物中铝以固体和溶液两种形式同时存在，因此往往无法准确计量，为防止加入过分过量的氢氧化钠试剂，可以在前期适当减少氢氧化钠试剂的添加量，待含铝沉积物溶解后，再通过检测铝含量进行调整。另一方面，由于偏铝酸钠易水解产生沉淀，补加略过量的氢氧化钠可抑制偏铝酸钠水解。本发明的有益效果是：1)提供了一种回收利用偏铝酸钠储罐中含铝沉积物的方法，为大量含铝沉积物的处理找到了出路。2)提供了一种偏铝酸钠溶液的制备方法，该方法以含铝沉积物为原料，所得产品能完全满足钛白粉无机包膜工艺要求，生产工艺简单，是一种偏铝酸钠溶液的经济来源。具体实施方式下面结合实施例对本发明进一步说明。说明：以下实施例和对比例中物质的百分比含量未经特别说明均指质量百分比。实施例一：用以下方法利用含铝沉积物制备偏铝酸钠溶液a：(1)向偏铝酸钠制备槽中加入50％的氢氧化钠溶液20吨，开启搅拌，蒸汽加热升温至沸腾。(2)缓慢均匀地加入25吨含铝沉积物(al(oh)3含量＞80％，fe＞10000ppm)，持续搅拌，保持沸腾180min，得到偏铝酸钠粗液。(3)向偏铝酸钠粗液中补加计量的50％的氢氧化钠溶液，使偏铝酸钠粗液中钠和铝的摩尔比为1.02:1，继续保持沸腾20min。(4)加水将偏铝酸钠粗液稀释至铝含量(以al2o3计)为106g/l，冷却至55℃，得到稀释液。(5)使用板框压滤机对稀释液进行过滤，去除固相物得到偏铝酸钠溶液a。对偏铝酸钠溶液a成分进行检测，检测结果见表1。按以下方法将步骤(5)所得偏铝酸钠溶液a用于钛白粉无机包膜，制备出钛白粉产品a：(6)称取60kg去离子水，加入含120gsio2的硅酸钠溶液，在搅拌下加入60kg未包膜的金红石型二氧化钛制成tio2含量800g/l的二氧化钛浆料，再用砂磨机砂磨，使二氧化钛达到原级粒径；(7)用去离子水把砂磨合格的二氧化钛浆料浓度稀释到300g/l，再用水力旋流器进行分级，取合格的溢流浆料转入到包膜槽内，其量以tio2计为50kg，在包膜槽内，用蒸汽间接加热的方式把浆料的温度升到50℃；(8)调节浆料的ph值到10.2，加入20l步骤(5)所得偏铝酸钠溶液a；再加入浓度15％的稀硫酸溶液把浆料的ph值调到6.8；(9)用稀碱液维持浆料ph值为7.0的条件下，加入2.5l、al2o3含量100g/l的硫酸铝溶液，再把浆料的ph值调到6.8；(10)经上述步骤包覆的二氧化钛浆料在保温并搅拌下熟化60分钟后过滤，水洗至滤饼电阻率为252欧米，干燥所得滤饼，再用气流粉碎机粉碎后即得钛白粉产品a。检测钛白粉产品a的各项颜料性能及应用性能，检测结果见表2。实施例二：用以下方法利用含铝沉积物制备偏铝酸钠溶液b：(1)向偏铝酸钠制备槽中加入20％的氢氧化钠溶液50吨，开启搅拌，蒸汽加热升温至沸腾。(2)取25吨含铝沉积物(al(oh)3含量＞80％，fe＞10000ppm)，进行预破碎后缓慢均匀地加入偏铝酸钠制备槽中，持续搅拌，保持沸腾240min，得到偏铝酸钠粗液。(3)向偏铝酸钠粗液中补加计量的20％的氢氧化钠溶液，使偏铝酸钠粗液中钠和铝的摩尔比为1.08:1，继续保持沸腾20min。(4)加水将偏铝酸钠粗液稀释至铝含量(以al2o3计)为118g/l，冷却至40℃，得到稀释液。(5)使用板框压滤机对稀释液进行过滤，去除固相物得到偏铝酸钠溶液b。对偏铝酸钠溶液b成分进行检测，检测结果见表1。按以下方法将步骤(5)所得偏铝酸钠溶液b用于钛白粉无机包膜，制备出钛白粉产品b：(6)称取60kg去离子水，加入含120gsio2的硅酸钠溶液，在搅拌下加入60kg未包膜的金红石型二氧化钛制成tio2含量800g/l的二氧化钛浆料，再用砂磨机砂磨，使二氧化钛达到原级粒径；(7)用去离子水把砂磨合格的二氧化钛浆料浓度稀释到300g/l，再用水力旋流器进行分级，取合格的溢流浆料转入到包膜槽内，其量以tio2计为50kg，在包膜槽内，用蒸汽间接加热的方式把浆料的温度升到50℃；(8)调节浆料的ph值到10.3，加入20l步骤(5)所得偏铝酸钠溶液b；再加入浓度15％的稀硫酸溶液把浆料的ph值调到6.9；(9)用稀碱液维持浆料ph值为7.5的条件下，加入2.5l、al2o3含量100g/l的硫酸铝溶液，再把浆料的ph值调到7.0；(10)经上述步骤包覆的二氧化钛浆料在保温并搅拌下熟化60分钟后过滤，水洗至滤饼电阻率为263欧米，干燥所得滤饼，再用气流粉碎机粉碎后即得钛白粉产品b。检测钛白粉产品b的各项颜料性能及应用性能，检测结果见表2。实施例三：用以下方法利用含铝沉积物制备偏铝酸钠溶液c：(1)向偏铝酸钠制备槽中加入固体氢氧化钠10吨，加20吨水将其配置成溶液，开启搅拌，蒸汽加热升温至沸腾。(2)缓慢均匀地加入25吨含铝沉积物(al(oh)3含量＞80％，fe＞10000ppm)，持续搅拌，保持沸腾120min，得到偏铝酸钠粗液。(3)向偏铝酸钠粗液中补加计量的固体氢氧化钠，使偏铝酸钠粗液中钠和铝的摩尔比为1.05:1，继续保持沸腾20min。(4)加水将偏铝酸钠粗液稀释至铝含量(以al2o3计)为150g/l，冷却至60℃，得到稀释液。(5)使用板框压滤机对稀释液进行过滤，去除固相物得到偏铝酸钠溶液c。对偏铝酸钠溶液c成分进行检测，检测结果见表1。按以下方法将步骤(5)所得偏铝酸钠溶液c用于钛白粉无机包膜，制备出钛白粉产品c：(6)称取60kg去离子水，加入含120gsio2的硅酸钠溶液，在搅拌下加入60kg未包膜的金红石型二氧化钛制成tio2含量800g/l的二氧化钛浆料，再用砂磨机砂磨，使二氧化钛达到原级粒径；(7)用去离子水把砂磨合格的二氧化钛浆料浓度稀释到300g/l，再用水力旋流器进行分级，取合格的溢流浆料转入到包膜槽内，其量以tio2计为50kg，在包膜槽内，用蒸汽间接加热的方式把浆料的温度升到50℃；(8)调节浆料的ph值到10.5，加入20l步骤(5)所得偏铝酸钠溶液c；再加入浓度15％的稀硫酸溶液把浆料的ph值调到7.1；(9)用稀碱液维持浆料ph值为7.5的条件下，加入2.5l、al2o3含量100g/l的硫酸铝溶液，再把浆料的ph值调到6.9；(10)经上述步骤包覆的二氧化钛浆料在保温并搅拌下熟化60分钟后过滤，水洗至滤饼电阻率为259欧米，干燥所得滤饼，再用气流粉碎机粉碎后即得钛白粉产品c。检测钛白粉产品c的各项颜料性能及应用性能，检测结果见表2。对比例四：取纯净的偏铝酸钠溶液d，铝含量(以al2o3计)为100g/l，按以下方法将偏铝酸钠溶液d用于钛白粉无机包膜，制备出钛白粉产品d：(1)称取60kg去离子水，加入含120gsio2的硅酸钠溶液，在搅拌下加入60kg未包膜的金红石型二氧化钛制成tio2含量800g/l的二氧化钛浆料，再用砂磨机砂磨，使二氧化钛达到原级粒径；(2)用去离子水把砂磨合格的二氧化钛浆料浓度稀释到300g/l，再用水力旋流器进行分级，取合格的溢流浆料转入到包膜槽内，其量以tio2计为50kg，在包膜槽内，用蒸汽间接加热的方式把浆料的温度升到50℃；(3)调节浆料的ph值到10.5，加入偏铝酸钠溶液d；再加入浓度15％的稀硫酸溶液把浆料的ph值调到7.3；(4)用稀碱液维持浆料ph值为7.5的条件下，加入2.5l、al2o3含量100g/l的硫酸铝溶液，再把浆料的ph值调到6.8；(5)经上述步骤包覆的二氧化钛浆料在保温并搅拌下熟化60分钟后过滤，水洗至滤饼电阻率为261欧米，干燥所得滤饼，再用气流粉碎机粉碎后即得钛白粉产品d。检测钛白粉产品d的各项颜料性能及应用性能，检测结果见表2。表1：偏铝酸钠溶液成分检测结果表al2o3(g/l)na2o(g/l)fe(ppm)偏铝酸钠溶液a1061055偏铝酸钠溶液b1181123偏铝酸钠溶液c1501106偏铝酸钠溶液d1001010表2：钛白粉产品检测结果表产品亮度蓝光白度高搅(μm)20°光泽钛白粉产品a94.893.930100钛白粉产品b94.993.73098钛白粉产品c94.793.83097钛白粉产品d94.893.83098当前第1页12