一种绿色环保硫酸法钛白粉生产装置以及工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种适用于硫酸法钛白粉行业，同时实现了提高钛白粉回收率，提高硫酸循环利用率，提高水洗水循环利用率的设备投资少，能耗低，除油除硫能同时进行，吹脱效率高的绿色环保硫酸法钛白粉生产装置以及工艺。
【背景技术】
[0002]目前硫酸法钛白粉行业内钛白粉收率为87-88%，主要损失来源于水解工段，水洗工段，煅烧工段，包装工段，损失量分别为:4-5 %，2-3%，1-2%，1-2 %。水洗工段的损失主要来源于溶解于水洗废水中的硫酸氧钛，这部分损失是因为CN过滤器无法截留溶解态的钛。煅烧工段的损失主要是回转窑后段的除尘器无法完全捕集烟气中的二氧化钛粉尘，导致二氧化钛颗粒随烟气排放；另外喷淋废酸中的二氧化钛颗粒没有被完全回收即送往酸解工段和废水处理工段，送往废水处理工段的二氧化钛颗粒也被浪费掉。各厂家对废酸采用的方式是一部分返回至酸解工段作为引发剂，一部分送至废水处理。虽然有很多厂家建有废酸浓缩装置来处理这部分废酸，但因为废酸浓缩技术实力有限，以及废酸成份复杂容易造成浓缩装置堵塞，使得废酸浓缩装置基本闲置。很显然送往废水处理的这部分废酸最终就变成固废浪费掉。硫酸法钛白粉工艺对水的需求相当大，目前常用的是二洗水、三洗水回用至一洗，一洗水排放，一洗水即为流失水。
[0003]很多厂家对工艺进行技术改造，减少钛白粉的流失，减少废酸的损失，减少水的使用，虽然成效显著，但没有从源头上解决损失问题，所以工艺的改进依然有潜力可挖。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种适用于硫酸法钛白粉行业，同时实现了提高钛白粉回收率，提高硫酸循环利用率，提高水洗水循环利用率的设备投资少，能耗低，除油除硫能同时进行，吹脱效率高的绿色环保硫酸法钛白粉生产装置以及工艺。
[0005]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种绿色环保硫酸法钛白粉生产装置，所述生产装置从生产工序的最上游到最下游依次包括:粉磨装置、酸解装置、澄清装置、真空结晶装置、圆盘过滤装置、精细过滤装置、真空浓缩装置、钛液预热装置、水解装置、一洗上片装置、打浆装置、一洗装置、漂白装置、二洗装置、板框压滤装置、盐处理真空转鼓脱水装置、煅烧装置、雷蒙磨装置、打浆分散装置、砂磨装置、包膜装置、三洗装置、干燥装置、气流粉碎装置和包装装置。
[0006]一洗上片装置上连接有废酸膜处理装置；一洗装置上连接有一洗废水膜处理装置；二洗装置上连接有二洗废水膜处理装置；三洗装置上连接有三洗废水膜处理装置。
[0007]一种绿色环保硫酸法钛白粉生产工艺，所述生产工艺从最上游到最下游依次包括:粉磨、酸解、澄清、真空结晶、圆盘过滤、精细过滤、真空浓缩、钛液预热、水解、一洗上片、打浆、一洗、漂白、二洗、板框压滤、盐处理真空转鼓脱水、煅烧、雷蒙磨、打浆分散、砂磨、包膜、三洗、干燥、气流粉碎和包装。
[0008]在本发明的具体实施例子中，一洗上片产生的废酸需经过膜处理，回收废酸中的偏钛酸颗粒以及含硫酸亚铁和硫酸氧钛的浓液，并产生清洁的稀硫酸，废酸需经过膜处理包括前段的微滤膜处理和后段的耐酸膜处理，微滤膜处理产生的含偏钛酸的浓液返回一洗上片槽，清液进入耐酸膜；耐酸膜处理产生的含硫酸亚铁和硫酸氧钛的浓液返回酸解工段，而产生的清洁稀硫酸作煅烧窑尾气的喷淋液。
[0009]在本发明的具体实施例子中，微滤膜的作用为拦截废酸中的偏钛酸固体，所用微滤膜精度为50-500纳米，跨膜压差为0.05-0.8MPa ;耐酸膜的作用为截留废酸中的硫酸亚铁和硫酸氧钛，允许硫酸透过，所用耐酸膜对亚铁离子的截留率为85-98 %，对硫酸氧钛的截留率为80-95%，耐硫酸浓度为0-30%，操作压力为1.5-4.5MPa。
[0010]在本发明的具体实施例子中，一洗产生的弱酸白水需经过膜处理，以回收白水中的偏钛酸颗粒以及含硫酸亚铁和硫酸氧钛的浓液，并产生清洁的稀酸水。
[0011]白水膜处理包括前段的微滤膜处理和后段的耐酸膜处理，微滤膜处理产生的含偏钛酸的浓液返回一洗槽，清液进入耐酸膜；耐酸膜处理产生的含硫酸亚铁和硫酸氧钛的浓液返回酸解工段，而产生的清洁稀酸水作一洗水循环使用。
[0012]微滤膜的作用为拦截废酸中的偏钛酸固体，所用微滤膜精度为50-500纳米，跨膜压差为0.05-0.SMPa ;耐酸膜的作用为截留废酸中的硫酸亚铁和硫酸氧钛，允许硫酸透过，所用耐酸膜对亚铁离子的截留率为85-98 %，对硫酸氧钛的截留率为80-95 %，耐硫酸浓度为0-30%，操作压力为1.5-4.5MPa。
[0013]在本发明的具体实施例子中，二洗产生的二洗废水需经过膜处理，以回收废水中的偏钛酸颗粒以及含硫酸亚铁和硫酸氧钛的浓液，并产生清洁的稀酸水。
[0014]二洗废水膜处理包括前段的微滤膜处理和后段的耐酸膜处理，微滤膜处理产生的含偏钛酸的浓液返回二洗槽，清液进入耐酸膜；耐酸膜处理产生的含硫酸亚铁和硫酸氧钛的浓液返回酸解工段，而产生的清洁稀酸水作二洗水循环使用。
[0015]微滤膜的作用为拦截废酸中的偏钛酸固体，所用微滤膜精度为50-500纳米，跨膜压差为0.05-0.SMPa ;耐酸膜的作用为截留废酸中的硫酸亚铁和硫酸氧钛，允许硫酸透过，所用耐酸膜对亚铁离子的截留率为85-98 %，对硫酸氧钛的截留率为80-95 %，耐硫酸浓度为0-30%，操作压力为1.5-4.5MPa。
[0016]二洗需要补充去离子水，补充水量为二洗水量的0-30%。
[0017]在本发明的具体实施例子中，来自于一洗上片的废酸经微滤膜处理后产生的稀硫酸作为煅烧窑的尾气喷淋液，喷淋后产生的废液需经过膜处理，以回收废液中的二氧化钛颗粒，并产生清洁的稀硫酸，稀硫酸进入硫酸浓缩装置；
[0018]微滤膜的作用为拦截喷淋废液中的二氧化钛固体，被拦截的二氧化钛固体返回至煅烧窑，硫酸浓缩装置产生的冷凝稀酸水返回至一洗水槽作一洗水使用，硫酸浓缩装置产生的浓硫酸返回至酸解工段。
[0019]所用微滤膜精度为50-500纳米，跨膜压差为0.05-0.8MPa。硫酸浓缩装置产生的浓硫酸的浓度为50-96%。
[0020]一洗需要补充去离子水，补充水量为一洗水量的0-30%。
[0021]在本发明的具体实施例子中，三洗产生的三洗废水需经过膜处理，回收废水中的二氧化钛颗粒以及含硫酸钠的浓液，并产生清洁的脱盐水。
[0022]三洗废水膜处理包括前段的微滤膜处理和后段的反渗透膜处理，微滤膜处理产生的含二氧化钛的浓液返回三洗槽，清液进入反渗透膜；反渗透膜处理产生的含硫酸钠浓液送至后处理工段，而产生的脱盐水作三洗水循环使用。
[0023]微滤膜的作用为拦截废酸中的偏钛酸固体，所用微滤膜精度为50-500纳米，跨膜压差为0.05-0.8MPa ;反渗透膜的作用为截留废水中的硫酸钠，仅允许水透过，反渗透膜的脱盐率为95-99%。
[0024]三洗需要补充去离子水，补充水量为三洗水量的0-30%。
[0025]硫酸钠的后处理工段为排放、回收或部分排放部分回收。
[0026]在本发明的另外的具体实施例子中，一洗产生的弱酸白水和二洗产生的二洗废水合并或工艺套用后采用膜处理，回收废水中的偏钛酸颗粒以及含硫酸亚铁和硫酸氧钛的浓液，并产生清洁的稀酸水。
[0027]合并废水膜处理包括前段的微滤膜处理和后段的耐酸膜处理，微滤膜处理产生的含偏钛酸的浓液返回一洗槽，清液进入耐酸膜；耐酸膜处理产生的含硫酸亚铁和硫酸氧钛的浓液返回酸解工段，而产生的清洁稀酸水作一洗水和二洗水循环使用。
[0028]微滤膜的作用为拦截废酸中的偏钛酸固体，所用微滤膜精度为50-500纳米，跨膜压差为0.05-0.SMPa ;耐酸膜的作用为截留废酸中的硫酸亚铁和硫酸氧钛，允许硫酸透过，所用耐酸膜对亚铁离子的截留率为85-98%，对硫酸氧钛的截留率大于80-95%，耐硫酸浓度为0-30%，操作压力为1.5-4.5MPa。
[0029]本发明的积极进步效果在于:本发明提供的绿色环保硫酸法钛白粉生产装置以及工艺具有以下优点:本发明不仅能提高钛白回收率，为硫酸法钛白粉企业创造经济效益，而且减少了废酸和废水的排放，减轻了环境压力，为社会创造了环境效益，是一种绿色环保新工艺。
【附图说明】
[0030]图1为本发明的整体工艺流程图。
[0031]图2是本发明中返回至酸解工段的工艺流程图。