一种高效的硫酸法钛白粉水洗系统及其水洗工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硫酸法钛白粉的水洗系统，具体涉及一种高效的硫酸法钛白粉水洗系统及其水洗工艺。
【背景技术】
[0002]传统的硫酸法钛白粉水洗过程中，随着水洗的进行，滤机滤饼中的酸度、金属离子及还原性物质均逐步降低，由于水洗水中含有溶解氧，所以偏钛酸中的Fe2+有被氧化成Fe3+的机会存在，而且在水洗末期更有这种倾向。同时由于酸度的降低，Fe3+就会生成Fe (OH) 3沉淀，其它金属离子在酸度降低到一定程度时也会生成沉淀。这些沉淀夹杂在偏钛酸中，对最终产品的质量会产生很大的影响。为了消除上述影响，目前的生产线都将水洗后偏钛酸滤饼打浆后加入浓硫酸和还原剂，把水洗过程中形成的沉淀或者高价氧化物溶解为离子状态后，再进行第二次水洗将其去除。整个工艺流程长，操作繁琐。
[0003]目前的水洗工艺对水的需求相当大，常用的是二洗水直接套用至一洗，一洗水(即白水)经过滤或沉淀后排放至水处理车间，白水水量为20-30吨/吨钛白粉，而且白水中还含有不少穿滤的偏钛酸颗粒，造成了钛白粉的流失。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决上述问题，从而提供一种高效的硫酸法钛白粉水洗系统及其水洗工艺。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
[0006]—种高效的硫酸法钛白粉水洗系统，所述硫酸法钛白粉水洗系统包括:
[0007]滤机；
[0008]废酸回收装置，所述废酸回收装置与滤机的废酸出料口连接；
[0009]打浆机，所述打浆机与滤机的滤饼出料口连接；
[0010]水洗循环罐，所述水洗循环罐与打浆机连通；
[0011]第一过滤系统，所述第一过滤系统与水洗循环罐连通；
[0012]第二过滤系统，所述第二过滤系统分别与水洗循环罐、第一过滤系统和废酸回收装置连通；
[0013]在本发明的一个优选实施例中，所述第一过滤系统为错流式微滤膜，所述错流式微滤膜的精度为50-1000纳米，跨膜压差为0.05-0.8MPa。
[0014]在本发明的一个优选实施例中，所述第二过滤系统由纳滤膜和反渗透膜组成，所述纳滤膜对亚铁离子的截留率为85-99.8%，对硫酸氧钛的截留率为80-99.8%，耐硫酸浓度为0-30%，操作压力为1.0-6.5MPa，所述反渗透膜对亚铁离子的截留率为85-99.8%，对硫酸氧钛的截留率为80-99.8%，对硫酸的截留率为85-99.8%，耐硫酸浓度为0-15%，操作压力为1.5-6.5MPa。
[0015]在本发明的一个优选实施例中，所述水洗循环罐为密闭容器，所述水洗循环罐采用无氧化性气体密封，并维持罐体内压力为l-10KPa。
[0016]在本发明的一个优选实施例中，所述打浆机中采用的软水和水洗补给水都为无氧水。
[0017]一种高效的硫酸法钛白粉水洗工艺，该水洗工艺包括如下步骤:
[0018](I)将水解料放入滤机中进行过滤；
[0019](2)滤机将在水解料中充分挤压出含偏钛酸中的浓酸和金属离子的滤饼，滤机将滤饼输送到打浆机中，滤机将水解料中挤压剩余的废酸输送至废酸回收装置中；
[0020](3)在打浆机中添加软水与滤机输送来的滤饼一起打浆，并将打浆后的浆料输送至水洗循环罐；
[0021 ] (4)打浆料进入水洗循环罐，首次水洗时使用的软水也进入水洗循环罐，打浆料和打浆料中的杂质离子得以稀释，然后通过第一过滤系统把水过滤出去，这样打浆料中的杂质离子就降低了，如果软水持续进入，第一过滤系统清液不断排出，打浆料中的杂质离子就会不断降低，直至降低到合格的标准；
[0022](5)水洗合格的水洗料输送到第一过滤系统，输送完毕后，下一批打浆料进入水洗循环罐继续水洗；
[0023](6)第一过滤系统将水洗循环罐输送来的浆料和水洗水中的偏钛酸颗粒截留，将截留的含偏钛酸颗粒浓液重新输送至水洗循环罐中，水洗循环罐对截留的含偏钛酸颗粒浓液重新水洗，第一过滤系统将过滤后的清液输送至第二过滤系统中进行再次过滤；
[0024](7)第一过滤系统的清液一部分经高压栗送至反渗透膜进行过滤，一部分进入纳滤膜行过滤，反渗透能截留硫酸、亚铁、硫酸氧钛，纳滤只截留亚铁和硫酸氧钛，纳滤膜产水和反渗透膜产水合并后的清液酸度维持适当范围，既不会因为完全使用反渗透膜而较进水低，也不会因为完全使用纳滤膜而较进水高，纳滤膜产水和反渗透膜产水合并后的清液亚铁离子浓度低于设计值，完全满足水洗水要求，第二过滤系统将清液输送至水洗循环罐继续使用，将过滤后的浓液输送至废酸回收装置进行回收。
[0025](8)在洗涤结束前的10-60分钟内往水洗循环罐内加入少量或不加漂白剂，漂白剂的投加量为原工艺投加量的0-50%。
[0026]通过上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0027]本发明取消了现有水洗系统中的的漂白釜操作步骤，不区分传统水洗系统中的一洗和二洗，比传统水洗系统流程更简洁。
[0028]本发明根据水洗合格浆料中亚铁的含量要求，少量或不添加漂白剂，同时不添加硫酸，减少了生产成本，降低了三废排放量；能够实现水洗水的循环利用，因此软水需求量大大降低，废水处理量也大幅降低；能减少偏钛酸颗粒的流失，从而提高了钛白粉的回收率。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本发明的结构示意图；
[0031]图2为本发明的工艺流程图；
[0032]图3为第一过滤系统与第二过滤系统配合示意图。
【具体实施方式】
[0033]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0034]参见图1，本发明提供的高效的硫酸法钛白粉水洗系统，其包括滤机100、废酸回收装置200、打浆机300、水洗循环罐400、第一过滤系统500、第二过滤系统600。
[0035]滤机100，其是用于对水解料进行过滤，在水解料中充分挤压出含偏钛酸中的浓酸和金属离子的含固量为40-85%的滤饼。
[0036]打浆机300，其与滤机100连接，其是用于对滤机100过滤后的滤饼进行打浆，并将打浆后的浆料输送至水洗循环罐400。
[0037]打浆机300中采用的软水和水洗补给水都为无氧水。
[0038]水洗循环罐400，其与打浆机300连接，其为密闭容器，具体采用无氧化性气体密封，并维持罐体内压力为Ι-lOKPa，其可对打浆机300输送来的浆料进行洗料，并将洗涤后的浆料和水洗水送至第一过滤系统500进行过滤。
[0039]第一过滤系统500，其与水洗循环罐400连接，其具体为错流式微滤膜，精度为50-1000纳米，跨膜压差为0.05-0.8MPa，其是用于截留浆料和水洗水中的偏钛酸颗粒，并将截留的含偏钛酸颗粒浓液重新输送至水洗循环罐400中，并将过滤后的清液输送至第二过滤系统600。
[0040]第二过滤系统600，其分别与第一过滤系统500和水洗循环罐400配合连接，其是用于对第一过滤系统500输送来的过滤后的清液进行再次过滤，过滤成符合水洗循环罐400水洗的水洗水，这样水洗循环罐400就不需要添加水洗水。
[0041]第二过滤系统600具体纳滤膜和反渗透膜组成。
[0042]纳滤膜，其对亚铁离子的截留率为85-99.8 %，对硫酸氧钛的截留率为80-99.8 %，耐硫酸浓度为0-30 %，操作压力为1.5-6.5MPa，其能耐质量浓度为30 %的硫酸，并允许硫酸透过，但能截留亚铁离子和硫酸氧钛；
[0043]反渗透膜，其对亚铁离子的截留率为85-99.8 %，对硫酸氧钛的截留率为80-99.8%，对硫酸的截留率为85-99.8%，耐硫酸浓度为0_15%，操作压力为1.5-6.5MPa，其能耐质量浓度为15%的硫酸，能截留硫酸、亚铁离子和硫酸氧钛。
[0044]这样，通过上述方式，第二过滤系统600产生的净水中硫酸浓度为0.05-10%，亚铁离子浓度为O-lOppm，总体回收率为75-95 %，纳滤膜产水和反渗透膜产水合并后的清液酸度维持适当范围，既不会因为完全使用反渗透膜而较进水低，也不会因为完全使用纳滤膜而较进水高，纳滤膜产水和反渗透膜产水合并后的清液亚铁离子浓度低于设计值，从而能完全满足水洗水要求。
[0045]另外，为了节约资源，补充至水洗循