专利名称：一种钛白废酸高值高效利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工业废酸处理技术领域，特别涉及了硫酸法钛白粉废酸处理中一种高值高效利用装置。
技术背景目前，我国钛白粉生产主要以硫酸法为主，硫酸法具有原料来源充足、工艺成熟、操作简单、产品品种齐全等优点，但也存在流程长、操作复杂、“三废”排放多等缺点，尤其是废酸排放量大。采用硫酸法每生产It钛白粉会产生ω (H2S04)20%左右的废酸6_8t，这种废酸含有硫酸，具有酸性，含有硫酸亚铁，具有还原性，硫酸亚铁在水中水解又产生新酸而使酸性更强。若将这些废酸不经处理直接排放，不仅会对环境造成污染，还浪费资源。目前，钛白粉行业大量的废酸处理方式一是中和处理达标排放。中和处理不仅浪费了硫资源，还需消耗大量的石灰资源，中和成的石膏还需占有大量土地堆存，同样还要产生大量的污水；处理的人工费用、电费、设备费用等高的惊人，大大增加了钛白的生产成本。二是废酸浓缩后回用。废酸浓缩除需消耗大量能源，运行成本高外，还存在投资高，浓缩加热器结垢严重，运行周期短，清理时间长，费时费钱费人工。以上原因导致大部分钛白企业废酸处理装置没有从真正意义上做到经济的废酸处理、回用和真正意义上的工业化。因此，选择一种什么样的装置来处理这些废酸，经济合理地回收其中有价值成份，实现其高值高效利用已成为硫酸法钛白粉企业的一个重要技术难题，也是困扰钛白工业发展的重大环境瓶颈。
发明内容本实用新型的目的，是为了提供一种结构简单、投资小、运行成本低、能够实现长周期连续运转的钛白废酸高值高效利用装置。为了解决上述技术问题，本实用新型技术方案是这样实现的一种钛白废酸高值高效利用装置，一种钛白废酸高值高效利用装置，包括硫酸混配装置、混酸净化装置和净化酸利用装置三部分，所述硫酸混配装置包括通过管道依次连接的废酸预处理槽、废酸泵、混酸槽和混酸泵，所述混酸净化装置包括通过管道依次连接的酸冷却器、熟化槽、压滤酸泵和压滤机，所述净化酸利用装置包括通过管道依次连接的净化酸贮槽、湿法磷酸制磷酸盐装置和石膏制硫酸联产水泥装置，所述酸冷却器与混酸泵通过管道连接，所述净化酸贮槽通过管道与压滤机连接，所述净化酸利用装置还包括与压滤机通过管道连接的硫铁矿制酸装置。所述废酸预处理槽设有磷酸进口，混酸槽、熟化槽设有机械搅拌装置。酸冷却器为高效的竖立式石墨换热器，以海水为冷却介质。所述压滤机是隔膜压滤机或板框压滤机。硫酸混配装置由废酸预处理槽、废酸泵、混酸槽构成，所述的废酸预处理槽设有废酸进口、磷酸进口和废酸出口，所述的混酸槽设有机械搅拌装置、废酸进口、浓硫酸进口、混配酸出口，所述的废酸泵通过管道将废酸预处理槽废酸出口和混酸槽废酸进口相连；所述的混酸净化装置由酸冷却器、循环酸泵、熟化槽、压滤酸泵、压滤机构成，所述酸冷却器为高效的大孔径竖立式石墨换热器，为节约淡水，可以海水为冷却介质，所述熟化槽为两个，均设有机械搅拌装置、冷却酸进口和熟化酸出口，通过管道并联连接，所述压滤机为隔膜压滤机或板框压滤机，所述压滤酸泵通过管道将熟化槽熟化酸出口和压滤机压滤酸进口相连；所述的净化酸利用装置由净化酸贮槽、湿法磷酸制磷酸盐装置、副产磷钛石膏制硫酸和水泥装置、硫铁矿制硫酸装置构成，所述的净化酸贮槽设有进口和出口，出口通过管道连接湿法磷酸萃取槽，所述湿法磷酸制磷酸盐装置、副产磷钛石膏制硫酸和水泥装置、硫铁矿制硫酸装置均为公知装置，不在赘述。本实用新型的有益效果是采用上述结构后，实现ω (H2SO4) 20%左右钛白废酸经预处理、与浓硫酸混配、冷却、熟化、固液分离等工艺过程，得到ω (H2SO4)64%左右的净化酸，用来萃取湿法磷酸，磷酸用来生产磷酸盐，副产磷钛石膏用来制硫酸和水泥，滤渣进入硫铁矿制酸系统进行掺烧制硫酸，经参数调整、操作优化可消除资源化利用过程中副产品对下游产品的影响，实现了钛白废酸的高效高值利用，解决了钛白废酸和磷钛石膏污染排放的世界性难题，具有很好的推广应用前景。
图I是本实用新型结构示意图。其中I-废酸预处理槽，2-废酸泵，3-混酸槽，4-循环酸泵，5-酸冷却器，6-熟化槽，7-压滤酸泵，8-硫铁矿制酸装置，9-压滤机，10-净化酸贮槽，11-湿法磷酸制磷酸盐装置，12-石膏制硫酸联产水泥装置，20-混酸制备装置，21-混酸处理装置，22-净化酸利用装置。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明
具体实施方式
结合图I对本实用新型作进一步说明。图中是废酸预处理槽I，废酸预处理槽I出口与废酸泵2进口连接，废酸泵2出口通过管道与混酸槽3进口连接，该混酸槽设有机械搅拌装置，混酸槽3出口连接混酸泵4，混酸泵4出口通过管道连接酸冷却器5底端进口，酸冷却器5顶端出口分支，通过管道一部分连接混酸泵4进口，一部分并联连接熟化槽6，该熟化槽6设有机械搅拌装置，熟化槽6出口并联连接压滤酸泵7进口，压滤酸泵7出口通过管道连接压滤机9进口，压滤机9下设有滤渣储槽，定期将滤渣运往硫铁矿制酸装置8掺烧，压滤机9出口通过管道连接净化酸贮槽10，净化酸贮槽10出口通过管道连接湿法磷酸制磷酸盐装置11，湿法磷酸制磷酸盐装置11副产磷钛石膏去石膏制硫酸联产水泥装置12，石膏制硫酸联产水泥装置12和硫铁矿制酸装置8所产硫酸部分返回混酸槽3，部分去钛白粉生产，磷酸盐和水泥外售。本实用新型工作时，进入废酸预处理槽I的澄清废酸浓度为ω (H2SO4) 20%左右，废酸与磷酸反应生成磷酸钛沉淀。预处理后废酸与ω (H2SO4) 98%或ω (H2SO4) 93%浓硫酸在混酸槽3中搅拌混配成ω (H2SO4) 64%左右，经酸冷却器5冷却后有大量胶体化合物、FeSO4和偏钛酸(H2TiO3)结晶析出，并在熟化槽6进一步培养晶体长大。熟化后混酸通过压滤机9 固液分离，净化酸控制指标为 ω (H2SO4) = (64±1)%、ω (FeSO4) ^ I. 0%, ω (TiOSO4)(O. 3%，此净化酸用于萃取磷酸制磷酸盐、萃取率> 97%，副产磷钛石膏用于制硫酸联产水泥，滤渣(主要成分为FeSO4 · H2O)进入硫铁矿制酸系统进行掺烧制硫酸。 ·
权利要求1.一种钛白废酸高值高效利用装置，其特征在于包括硫酸混配装置、混酸净化装置和净化酸利用装置三部分，所述硫酸混配装置包括通过管道依次连接的废酸预处理槽、废酸泵、混酸槽和混酸泵，所述混酸净化装置包括通过管道依次连接的酸冷却器、熟化槽、压滤酸泵和压滤机，所述净化酸利用装置包括通过管道依次连接的净化酸贮槽、湿法磷酸制磷酸盐装置和石膏制硫酸联产水泥装置，所述酸冷却器与混酸泵通过管道连接，所述净化酸贮槽通过管道与压滤机连接，所述净化酸利用装置还包括与压滤机通过管道连接的硫铁矿制酸装置。
2.根据权利要求I所述的一种钛白废酸高值高效利用装置，其特征在于所述废酸预处理槽设有磷酸进口，混酸槽、熟化槽设有机械搅拌装置。
3.根据权利要求I所述的一种钛白废酸高值高效利用装置，其特征在于酸冷却器为高效的竖立式石墨换热器，以海水为冷却介质。
4.根据权利要求I所述的一种钛白废酸高值高效利用装置，其特征在于所述压滤机是隔膜压滤机或板框压滤机。
专利摘要本实用新型提供了一种钛白废酸高值高效利用装置，是由硫酸混配、混酸净化、净化酸利用三部分组成，所述的硫酸混配装置由废酸预处理槽、废酸泵、混酸槽构成；所述的混酸净化装置由酸冷却器、循环酸泵、熟化槽、压滤酸泵、压滤机构成；净化酸利用装置由净化酸贮槽、湿法磷酸制磷酸盐装置、副产磷钛石膏制硫酸和水泥装置、硫铁矿制硫酸装置构成。本实用新型实现了将钛白废酸萃取磷酸制磷酸盐、副产磷钛石膏制硫酸和水泥、滤渣与硫铁矿掺烧制硫酸，突破了传统的废酸浓缩回用装置能耗高的问题，解决了钛白废酸和磷钛石膏污染排放的世界性难题，具有结构简单、投资小、运行成本低、能够实现长周期连续运转等优点。
文档编号C01B25/26GK202542841SQ20112044602
公开日2012年11月21日 申请日期2011年11月13日 优先权日2011年11月13日
发明者刘希岗, 吕天宝, 崔兆杰, 武文焕, 殷永泉, 王玉瑞, 翟洪轩, 陈金国, 马文国, 高强, 鲍树涛 申请人:山东鲁北企业集团总公司