本发明涉及废液处理技术领域,具体是一种钛白废酸制取镁肥的方法。
背景技术:
硫酸法钛白粉是目前我国生产钛白粉的主要方法,其特点是工艺简单、对设备和原料要求不高、基建成本低等,在未来几十年内都将成为我国的主流方法。但是其缺点是三废产量巨大,能源消耗高,尤其是硫酸的消耗和废酸的产量特别大,据统计,每生产1吨钛白粉需要产生浓度为10%的废酸15~20吨,就目前的产能来算,每年全国产生废酸3000万~4000万吨。这些废酸主要的处理方法是用碱性物质,如石灰、石粉等进行中和,其主要缺点是产生大量的钛石膏,钛石膏属于固体废弃物,有强烈的刺激性气味,处理起来比较麻烦。钛白废酸中含有大量有用成分,如硫酸、mg2+、fe2+等,用中和方法除去后这些物质全部转移到钛石膏中没有得到充分利用,这是资源的浪费。
公开号为cn103496779a的中国发明专利公开了一种用含镁矿处理钛白酸性废水的方法,其主要技术方案为:采用以含镁矿粉为原料处理钛白酸性废水,通过含镁矿粉预处理钛白酸性废水,由于用镁代替了钙,用镁中和废水中酸性物质,避免产生传统方法中硫酸钙类的沉淀渣,从而可以大幅度降低二次淤渣(即俗称的钛石膏渣或红石膏)产量,较常规传统处理钛白酸性废水的石灰法或电石渣法减少钛石膏渣50%~90%,不仅减少了新产生的固废渣的二次污染及处理问题,而且降低废水的处理成本。该方法直接将废酸与含镁矿粉进行反应,然而存在副产物多,镁回收率低的问题。
技术实现要素:
本发明的目的是克服现有技术的缺陷,探索出一种以钛白废酸作为原料,在处理废酸的同时对硫酸、mg2+等进行回收,并生产出高品质镁肥的方法。
所采取的技术方案是:
一种钛白废酸制取镁肥的方法,包含如下步骤:
(a)钛白废酸除杂:量取一定量的钛白废酸,静置24h后析出少量沉淀,进行过滤,收集滤液;
(b)制备硫酸溶液:测量步骤a所得滤液的酸度,添加浓度为98%的浓硫酸配制成浓度为50%的硫酸溶液,稀释过程中产生沉淀的方程式为:tioso4+2h2o=h2so4+h2tio3↓;
(c)过滤除杂:将浓度为50%的硫酸溶液静置12h,析出沉淀后进行过滤,收集滤液;
(d)酸解:量取一定量的步骤c所得滤液,对其持续搅拌,缓慢添加菱镁矿粉末,当ph=4.8~5.1时停止添加,并持续搅拌1.5h,该步骤的反应方程式为:mgco3+h2so4=mgso4+h2o+co2↑;
(e)过滤除杂:将步骤d所得反应物进行过滤,收集滤液;
(f)调ph值:将步骤e所得滤液持续搅拌,缓慢添加纯碱,当ph=8.5~9.0时停止添加,并持续搅拌1.5h;
(g)过滤除杂:将步骤f所得反应物进行过滤,收集滤液;
(h)氧化:将步骤g所得滤液持续搅拌,缓慢添加双氧水,当ph=6.5~7时停止添加,并持续搅拌1.5h,该步骤主要是氧化溶液中的二价铁,离子方程式为:2fe2++2h++h2o2=2fe3++2h2o,其沉淀方程式为:fe3++3oh-=feoh3↓;
(j)过滤除杂:将步骤h所得反应物进行过滤,收集滤液;
(k)蒸发结晶:将步骤j所得滤液进行蒸发结晶,收集最终的结晶物。
优选的,所述菱镁矿粉末为过50目筛网的菱镁矿粉末。可减少含镁矿粉的消耗,使得酸解反应更加充分。
优选的,所述步骤a、c、e、g、j中使用双层滤纸进行过滤。
优选的,所述步骤k中使用蒸发皿进行蒸发结晶。
与现有技术相比,本发明可以使钛白废酸得到综合利用,减少废酸和钛石膏的排放,降低了钛白粉行业对环境造成的污染;有效回收其中的硫酸、mg2+等,投资少,有效利用了钛白废酸降低了生产成本;通过添加浓硫酸对硫酸浓度进行调配,可减少废酸中硫酸亚铁等杂质的含量,酸解残渣的洗涤充分,有效地保证了硫酸镁浓度,生产出高品质的镁肥。
具体实施方式
实施例一:
一种钛白废酸制取镁肥的方法,包含如下步骤:
(a)钛白废酸除杂:量取一定量的钛白废酸,静置24h后析出少量沉淀,使用双层滤纸进行过滤,收集滤液;
(b)制备硫酸溶液:测量步骤a所得滤液的酸度,添加浓度为98%的浓硫酸配制成浓度为50%的硫酸溶液;
(c)过滤除杂:将浓度为50%的硫酸溶液静置12h,析出沉淀后使用双层滤纸进行过滤,收集滤液;
(d)酸解:量取一定量的步骤c所得滤液,对其持续搅拌,缓慢添加过50目筛网的菱镁矿粉末,菱镁矿的主要成分是碳酸镁,当ph=4.9时停止添加,并持续搅拌1.5h;
(e)过滤除杂:将步骤d所得反应物使用双层滤纸进行过滤,收集滤液;
(f)调ph值:将步骤e所得滤液持续搅拌,缓慢添加纯碱,当ph=8.8时停止添加,并持续搅拌1.5h;
(g)过滤除杂:将步骤f所得反应物使用双层滤纸进行过滤,收集滤液;
(h)氧化:将步骤g所得滤液持续搅拌,缓慢添加双氧水,当ph=6.8时停止添加,并持续搅拌1.5h;
(j)过滤除杂:将步骤h所得反应物使用双层滤纸进行过滤,收集滤液;
(k)蒸发结晶:将步骤j所得滤液置于蒸发皿进行蒸发结晶,收集最终的结晶物。
实施例二:
一种钛白废酸制取硫酸镁肥料的方法,包含如下步骤:
(a)钛白废酸除杂:量取一定量的钛白废酸,静置24h后析出少量沉淀,进行过滤,收集滤液;
(b)制备硫酸溶液:测量步骤a所得滤液的酸度,添加浓度为98%的浓硫酸配制成浓度为50%的硫酸溶液;
(c)过滤除杂:将浓度为50%的硫酸溶液静置12h,析出沉淀后进行过滤,收集滤液;
(d)酸解:量取一定量的步骤c所得滤液,对其持续搅拌,缓慢添加过50目筛网的菱镁矿粉末,当ph=5.1时停止添加,并持续搅拌1.5h;
(e)过滤除杂:将步骤d所得反应物进行过滤,收集滤液;
(f)调ph值:将步骤e所得滤液持续搅拌,缓慢添加纯碱,当ph=9.0时停止添加,并持续搅拌1.5h;
(g)过滤除杂:将步骤f所得反应物进行过滤,收集滤液;
(h)氧化:将步骤g所得滤液持续搅拌,缓慢添加双氧水,当ph=7时停止添加,并持续搅拌1.5h;
(j)过滤除杂:将步骤h所得反应物进行过滤,收集滤液;
(k)蒸发结晶:将步骤j所得滤液进行蒸发结晶,收集最终的结晶物。