本發(fā)明涉資源綜合利用、清潔生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝。

背景技術(shù)：

硫酸法鈦白裝置生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量酸性廢水，據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置獲得的數(shù)據(jù)表明，每生產(chǎn)1t硫酸法鈦白粉產(chǎn)生廢水量為40～60t，同時(shí)不同工序排放的廢水組分不同，其主要組分為硫酸、硫酸亞鐵和硫酸鈉，因此這些廢水均不能直接排放。

目前大多數(shù)硫酸法鈦白工廠均采用堿性物質(zhì)中和的方法處理鈦白廢水，得到的中和產(chǎn)物為普通沉淀鈦石膏和含鐵濾液，但通過此方法獲得的鈦石膏含有大量鐵離子水合物，其含水量高、粘度大，難以應(yīng)用，堆放時(shí)不僅占用大量土地并且污染環(huán)境。

磷酸裝置生產(chǎn)過程中要消耗硫酸和大量的水，其中硫酸是生產(chǎn)原料，水的消耗除產(chǎn)品酸帶著一部分外，反應(yīng)洗滌尾氣排放的飽和水、磷石膏結(jié)晶水、磷酸濃縮循環(huán)水站蒸發(fā)水均要消耗水，另外，如果磷酸裝置采用了濕法排渣工藝，在磷石膏堆場還會(huì)蒸發(fā)大量的水，而磷酸裝置水的來源主要是原料磷礦或磷礦粉帶入的水，硫酸帶入的水，但數(shù)量非常有限，因此磷酸裝置正常生產(chǎn)時(shí)是需要補(bǔ)充大量的水，根據(jù)現(xiàn)行磷酸裝置的生產(chǎn)情況，每生產(chǎn)1t磷酸需補(bǔ)充水35～45t，浪費(fèi)了大量的水資源。

因此，發(fā)明硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝來解決上述問題很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的根據(jù)現(xiàn)行磷酸裝置的生產(chǎn)情況，每生產(chǎn)1t磷酸需補(bǔ)充水35～45t，浪費(fèi)了大量的水資源的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，具體包括如下步驟：

s1：將硫酸法鈦白裝置一洗、二洗來的含1%的硫酸廢水和酸解及煅燒尾氣洗滌來的含2.5%的硫酸廢水首先進(jìn)入裝置磷礦粉再漿槽，根據(jù)廢水量，得到含磷礦漿含固量約45%，為了滿足磷酸料漿對含水率的要求，增加一個(gè)旋流濃密機(jī)，控制出口料漿含固量在54%左右，經(jīng)過此工藝后，將硫酸法鈦白裝置排放的含1%和2.5%硫酸的廢水消耗完畢，同時(shí)節(jié)約了磷酸裝置礦漿制備需要補(bǔ)充的工藝水；

s2：首先將加入磷酸反應(yīng)槽98%的硫酸根據(jù)比例與將來自硫酸法鈦白裝置一洗來的含25%硫酸廢水混合，通過比例調(diào)節(jié)使得混合后的硫酸濃度為55%，混合在一個(gè)外環(huán)流混合器中進(jìn)行，98%的硫酸混合稀釋后發(fā)出大量的稀釋熱使得混合酸在循環(huán)管內(nèi)流動(dòng)，混合后的硫酸進(jìn)入一個(gè)沉降槽，通過自然冷卻到50℃，經(jīng)冷卻后的feso4進(jìn)攪拌耙收集后由泥漿泵輸送至壓濾機(jī)6進(jìn)行壓濾分離出feso4，濾液是混合后的硫酸返回沉降槽，經(jīng)過此工序后，將此廢水中的硫酸全部利用，同時(shí)分離出了feso4；

s3：硫酸法鈦白三洗初始含鹽廢水中含na2so4為1.5%，但廢水量占硫酸法鈦白廢水排放量45%左右，為了更好地利用，可以使用膜分離進(jìn)行簡單的處理，得到11%的naso4濃相廢水，磷酸裝置一般均配有氟硅酸鈉生產(chǎn)，分離后含naso4的濃廢水通過泵可以直接輸送至氟硅酸鈉裝置加以利用，同時(shí)產(chǎn)生的廢水是稀硫酸溶液；

s4：硫酸法鈦白裝置循環(huán)水站、脫鹽水站排放的含鹽污水通過收集槽收集，用泵輸送到磷酸過濾工段，替換磷石膏再漿補(bǔ)水。

優(yōu)選的，所述s1中，經(jīng)旋流濃密后的清液基本不含硫酸，可以作為磷酸裝置濃縮循環(huán)水站補(bǔ)水使用。

優(yōu)選的，所述s2中，沉降槽帶一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌耙。

優(yōu)選的，所述s2中，磷酸萃取反應(yīng)理論上對硫酸濃度要求不太高，能正常維持反應(yīng)槽溫度即可，但過低濃度的硫酸會(huì)影響反應(yīng)速度。

優(yōu)選的，所述s2中，采用硫酸預(yù)混、真空蒸發(fā)降溫和冷卻工藝，可將現(xiàn)有高濃度的硫酸與此股廢水混合提高硫酸濃度，同時(shí)通過自循環(huán)真空蒸發(fā)后外置冷卻沉降分離出feso4。

優(yōu)選的，所述s2中，外環(huán)流混合器自帶一個(gè)閃蒸室，閃蒸室為負(fù)壓，控制溫度為85℃。

優(yōu)選的，所述s3中，氟硅酸鈉生產(chǎn)的主要原料是氟硅酸和鈉鹽，鈉鹽可以是nacl或na2so4，其中nacl因產(chǎn)生hcl廢水難以處理而逐漸被淘汰。

本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明在分析硫酸法鈦白各工序排放廢水量及組分的基礎(chǔ)上，針對磷酸裝置用水的特點(diǎn)，把握磷酸的生產(chǎn)過程中硫、磷、水的平衡關(guān)系，遵循分質(zhì)、梯級(jí)利用的原則，最大限度地利用硫酸法鈦白裝置排放的廢水和硫酸、鈉資源，使硫鈦磷生產(chǎn)一體化，最終達(dá)到水、硫、鈉資源的綜合利用，硫鈦磷一體化裝置污水的零排放。

2、本發(fā)明中硫酸法鈦白裝置循環(huán)水站、脫鹽水站排放的含鹽污水主要組分是cod、含鈣、鐵的硫酸鹽，這些組分與磷酸反應(yīng)產(chǎn)物磷石膏的組分比較類似，磷石膏再漿時(shí)除了利用部分從渣場返回的水外，由于渣場的蒸發(fā)和磷石膏沉降夾帶水，因此返回的水遠(yuǎn)小于再漿時(shí)補(bǔ)充的水，所以再漿要補(bǔ)充大量的水，因此正好可以使用硫酸法鈦白裝置循環(huán)水站、脫鹽水站排放的含鹽污水。

3、本發(fā)明中利用磷礦可以和硫酸反應(yīng)的原理，將含1%和2.5%的稀硫酸廢水替換磷礦漿制漿用的工藝水，廢水中硫酸與磷礦發(fā)生反應(yīng)被消耗，剩下的水一部分進(jìn)入礦漿系統(tǒng)，另外一部分經(jīng)旋流濃密器后在上層作為澄清也排出，排除的水不含硫酸，僅含有部分鈣鹽，作為磷酸濃縮循環(huán)水站補(bǔ)充使用。

4、本發(fā)明中硫酸法鈦白三洗含鹽廢水在鈦白裝置進(jìn)行初步處理后，得到150g/lna2so4廢水，使用na2so4進(jìn)行氟硅酸鈉的生產(chǎn)，不影響現(xiàn)有裝置的操作，同時(shí)產(chǎn)生的母液中含有一定量的稀h2so4，做到綜合循環(huán)利用。

5、本發(fā)明中磷酸萃取反應(yīng)理論上對硫酸濃度要求不太高，能正常維持反應(yīng)槽溫度即可，但過低濃度的硫酸會(huì)影響反應(yīng)速度，同時(shí)此廢水中含有feso4，如直接使用將影響磷酸裝置后續(xù)工序的正常操作，因此feso4必須要在使用前分離出，本發(fā)明采用硫酸預(yù)混+真空蒸發(fā)降溫+冷卻工藝，將現(xiàn)有高濃度的硫酸與此股廢水混合提高硫酸濃度，同時(shí)通過自循環(huán)真空蒸發(fā)后外置冷卻沉降分離出feso4。

附圖說明

圖1為本發(fā)明1%、2.5%含硫酸廢水利用流程圖；

圖2為本發(fā)明25%含硫酸廢水利用流程圖；

圖3為本發(fā)明硫酸法鈦白三洗處理流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了如圖1-3所示的硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，具體包括如下步驟：

s1：將硫酸法鈦白裝置一洗、二洗來的含1%的硫酸廢水和酸解及煅燒尾氣洗滌來的含2.5%的硫酸廢水首先進(jìn)入裝置磷礦粉再漿槽，根據(jù)廢水量，得到含磷礦漿含固量約45%，為了滿足磷酸料漿對含水率的要求，增加一個(gè)旋流濃密機(jī)，控制出口料漿含固量在54%左右，經(jīng)過此工藝后，將硫酸法鈦白裝置排放的含1%和2.5%硫酸的廢水消耗完畢，同時(shí)節(jié)約了磷酸裝置礦漿制備需要補(bǔ)充的工藝水；

同時(shí)，經(jīng)旋流濃密后的清液基本不含硫酸，可以作為磷酸裝置濃縮循環(huán)水站補(bǔ)水使用；

s2：首先將加入磷酸反應(yīng)槽98%的硫酸根據(jù)比例與將來自硫酸法鈦白裝置一洗來的含25%硫酸廢水混合，通過比例調(diào)節(jié)使得混合后的硫酸濃度為55%，混合在一個(gè)外環(huán)流混合器中進(jìn)行，98%的硫酸混合稀釋后發(fā)出大量的稀釋熱使得混合酸在循環(huán)管內(nèi)流動(dòng)，混合后的硫酸進(jìn)入一個(gè)沉降槽，通過自然冷卻到50℃，經(jīng)冷卻后的feso4進(jìn)攪拌耙收集后由泥漿泵輸送至壓濾機(jī)6進(jìn)行壓濾分離出feso4，濾液是混合后的硫酸返回沉降槽，經(jīng)過此工序后，將此廢水中的硫酸全部利用，同時(shí)分離出了feso4；

另外，沉降槽帶一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌耙；

接著，磷酸萃取反應(yīng)理論上對硫酸濃度要求不太高，能正常維持反應(yīng)槽溫度即可，但過低濃度的硫酸會(huì)影響反應(yīng)速度；

并且，采用硫酸預(yù)混、真空蒸發(fā)降溫和冷卻工藝，可將現(xiàn)有高濃度的硫酸與此股廢水混合提高硫酸濃度，同時(shí)通過自循環(huán)真空蒸發(fā)后外置冷卻沉降分離出feso4；

更為具體的，外環(huán)流混合器自帶一個(gè)閃蒸室，閃蒸室為負(fù)壓，控制溫度為85℃；

s3：硫酸法鈦白三洗初始含鹽廢水中含na2so4為1.5%，但廢水量占硫酸法鈦白廢水排放量45%左右，為了更好地利用，可以使用膜分離進(jìn)行簡單的處理，得到11%的naso4濃相廢水，磷酸裝置一般均配有氟硅酸鈉生產(chǎn)，分離后含naso4的濃廢水通過泵可以直接輸送至氟硅酸鈉裝置加以利用，同時(shí)產(chǎn)生的廢水是稀硫酸溶液；

還需說明的是，氟硅酸鈉生產(chǎn)的主要原料是氟硅酸和鈉鹽，鈉鹽可以是nacl或na2so4，其中nacl因產(chǎn)生hcl廢水難以處理而逐漸被淘汰；

s4：硫酸法鈦白裝置循環(huán)水站、脫鹽水站排放的含鹽污水通過收集槽收集，用泵輸送到磷酸過濾工段，替換磷石膏再漿補(bǔ)水。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，其特征在于，具體包括如下步驟：

s1：將硫酸法鈦白裝置一洗、二洗來的含1%的硫酸廢水和酸解及煅燒尾氣洗滌來的含2.5%的硫酸廢水首先進(jìn)入裝置磷礦粉再漿槽，根據(jù)廢水量，得到含磷礦漿含固量約45%，為了滿足磷酸料漿對含水率的要求，增加一個(gè)旋流濃密機(jī)，控制出口料漿含固量在54%左右，經(jīng)過此工藝后，將硫酸法鈦白裝置排放的含1%和2.5%硫酸的廢水消耗完畢，同時(shí)節(jié)約了磷酸裝置礦漿制備需要補(bǔ)充的工藝水；

s2：首先將加入磷酸反應(yīng)槽98%的硫酸根據(jù)比例與將來自硫酸法鈦白裝置一洗來的含25%硫酸廢水混合，通過比例調(diào)節(jié)使得混合后的硫酸濃度為55%，混合在一個(gè)外環(huán)流混合器中進(jìn)行，98%的硫酸混合稀釋后發(fā)出大量的稀釋熱使得混合酸在循環(huán)管內(nèi)流動(dòng)，混合后的硫酸進(jìn)入一個(gè)沉降槽，通過自然冷卻到50℃，經(jīng)冷卻后的feso4進(jìn)攪拌耙收集后由泥漿泵輸送至壓濾機(jī)6進(jìn)行壓濾分離出feso4，濾液是混合后的硫酸返回沉降槽，經(jīng)過此工序后，將此廢水中的硫酸全部利用，同時(shí)分離出了feso4；

s3：硫酸法鈦白三洗初始含鹽廢水中含na2so4為1.5%，但廢水量占硫酸法鈦白廢水排放量45%左右，為了更好地利用，可以使用膜分離進(jìn)行簡單的處理，得到11%的naso4濃相廢水，磷酸裝置一般均配有氟硅酸鈉生產(chǎn)，分離后含naso4的濃廢水通過泵可以直接輸送至氟硅酸鈉裝置加以利用，同時(shí)產(chǎn)生的廢水是稀硫酸溶液；

s4：硫酸法鈦白裝置循環(huán)水站、脫鹽水站排放的含鹽污水通過收集槽收集，用泵輸送到磷酸過濾工段，替換磷石膏再漿補(bǔ)水。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，其特征在于：所述s1中，經(jīng)旋流濃密后的清液基本不含硫酸，可以作為磷酸裝置濃縮循環(huán)水站補(bǔ)水使用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，其特征在于：所述s2中，沉降槽帶一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌耙。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，其特征在于：所述s2中，磷酸萃取反應(yīng)理論上對硫酸濃度要求不太高，能正常維持反應(yīng)槽溫度即可，但過低濃度的硫酸會(huì)影響反應(yīng)速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，其特征在于：所述s2中，采用硫酸預(yù)混、真空蒸發(fā)降溫和冷卻工藝，可將現(xiàn)有高濃度的硫酸與此股廢水混合提高硫酸濃度，同時(shí)通過自循環(huán)真空蒸發(fā)后外置冷卻沉降分離出feso4。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，其特征在于：所述s2中，外環(huán)流混合器自帶一個(gè)閃蒸室，閃蒸室為負(fù)壓，控制溫度為85℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，其特征在于：所述s3中，氟硅酸鈉生產(chǎn)的主要原料是氟硅酸和鈉鹽，鈉鹽可以是nacl或na2so4，其中nacl因產(chǎn)生hcl廢水難以處理而逐漸被淘汰。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了硫鈦磷一體化處理硫酸法鈦白裝置廢水工藝，涉及到資源綜合利用、清潔生產(chǎn)領(lǐng)域，具體包括如下步驟：S1：將硫酸法鈦白裝置一洗、二洗來的含1%的硫酸廢水和酸解及煅燒尾氣洗滌來的含2.5%的硫酸廢水首先進(jìn)入裝置磷礦粉再漿槽，根據(jù)廢水量，得到含磷礦漿含固量約45%，為了滿足磷酸料漿對含水率的要求，增加一個(gè)旋流濃密機(jī)，控制出口料漿含固量在54%左右，經(jīng)過此工藝后，將硫酸法鈦白裝置排放的含1%和2.5%硫酸的廢水消耗完畢。本發(fā)明能夠達(dá)到水、硫、鈉資源的綜合利用，硫鈦磷一體化裝置污水的零排放，且可以使用硫酸法鈦白裝置循環(huán)水站、脫鹽水站排放的含鹽污水，同時(shí)排除的水不含硫酸，僅含有部分鈣鹽，作為磷酸濃縮循環(huán)水站補(bǔ)充使用。

技術(shù)研發(fā)人員：張思強(qiáng);洪金武;吳雙月

受保護(hù)的技術(shù)使用者：東華工程科技股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.11.27

技術(shù)公布日：2021.03.30