本發(fā)明涉及濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用伯胺離心萃取從硫酸法生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)生的廢酸中回收鈦的方法。

背景技術(shù)：

二氧化鈦是一種重要的無機(jī)化工原料，在涂料、塑料、造紙、化纖、橡膠、電子工業(yè)、化妝品等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

二氧化鈦的生產(chǎn)方法主要有硫酸法和氯化法，由于硫酸法工藝簡單可靠，對原料要求不嚴(yán)格，我國目前95％鈦白是采用硫酸法生產(chǎn)的。雖然硫酸法工藝簡單可靠，但三廢量大，生產(chǎn)1t二氧化鈦，其副產(chǎn)可達(dá)8～10t濃度為17～22％的水解硫酸，廢酸中還包含5～10g/l的可溶鈦(以tio2計)，治理費(fèi)用高難以利用。工業(yè)上處理上述廢硫酸方法有化學(xué)沉淀、離子交換法、萃取法等。目前絕大部分廠家采用石灰中和后排放，產(chǎn)生大量的廢渣造成二次污染，而且浪費(fèi)寶貴的硫酸和鈦資源。如何有效的將鈦從廢酸中分離并回收，專利cn103773962a公開使用伯胺lk-n21萃取回收氯化鈦白粉副產(chǎn)廢鹽酸中的鈦，使用箱式萃取槽，萃取設(shè)備占地面積大，萃取時間長，有機(jī)消耗量大，反萃使用硫酸和雙氧水，成本高。相關(guān)萃取回收鈦的文獻(xiàn)報道較多，如采用酸性磷型萃取劑(如d2ehpa、ehehpa、hbt-mpp)、中性磷型萃取劑(如topo、cyanex923)等。但酸性型萃取劑對鈦萃取率較低，僅在40～60％，且鈦鐵分離較差。中性磷型萃取劑價格較貴，萃取時間15-20min，萃取時間長，成本高。

另外，在萃取技術(shù)領(lǐng)域，常用的萃取設(shè)備主要有混合澄清槽、塔式設(shè)備和離心萃取機(jī)等?；旌铣吻遢腿〔燮矫嬲归_，占地面積大，澄清室有機(jī)溶劑存量大，容易著火；塔式設(shè)備萃取級數(shù)有限，超過10級就很難應(yīng)用；離心萃取是利用轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力場，使密度不同又互不混溶的兩種液體在轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力和離心力的作用下完成混合和分離，離心萃取兩相物料接觸時間短，相分離和傳質(zhì)效率高，級存留液量少，生產(chǎn)能力大，離心萃取現(xiàn)已廣泛用于濕法冶金、廢水處理、生物、制藥、石化、化工、香料、染料、原子能等多種領(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種從鈦白廢硫酸中離心萃取回收鈦的方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。該方法以伯胺作萃取劑，結(jié)合離心萃取回收鈦，該方法不需協(xié)同萃取劑，成本較低，并增加富鈦有機(jī)相的單級洗滌工序，可降低富鈦有機(jī)相中的鐵含量，富鈦有機(jī)相采用堿液離心反萃，反萃時間短，反萃率高；另外，萃余液(硫酸)可直接出售、用于廢水處理或代替工業(yè)硫酸，離心萃取級存留液量少，節(jié)省大量的萃取劑的費(fèi)用，離心萃取機(jī)立式直聯(lián)電機(jī)驅(qū)動、結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種從鈦白廢硫酸中離心萃取回收鈦的方法，其具體步驟如下：

1)伯胺離心萃取廢硫酸中的鈦

以萃取劑與硫酸法生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)生的廢硫酸進(jìn)行離心萃取反應(yīng)，所述萃取劑以重量百分比計，含伯胺15～40％，其余為稀釋劑，萃取級數(shù)n＝1～6，萃取溫度為10℃～40℃，相比o:a＝1:1～5，萃取時間為5～20s；

2)稀硫酸單級洗滌富鈦有機(jī)相

將步驟1)萃取所得富鈦有機(jī)相在帶有攪拌設(shè)備的容器中單級洗滌，洗滌液為質(zhì)量濃度5～10％的稀硫酸，單級洗滌時，相比o:a＝10～20:1，攪拌速率為50～200r/min，攪拌時間為5～10min，后靜止分相；

3)富鈦有機(jī)相離心反萃

將步驟2)所得洗滌后富鈦有機(jī)相與濃度為0.5～1mol/l的堿液混合，進(jìn)行離心反萃，反萃級數(shù)n＝2～6，反萃溫度為10℃～40℃，相比o:a＝1～3:1，反萃時間為10～30s，富鈦有機(jī)相經(jīng)反萃得到含鈦溶液和空白有機(jī)相。

優(yōu)選的，步驟1)中所述伯胺選自伯胺n116、伯胺primene81r或伯胺n1923中的一種或多種。

優(yōu)選的，步驟1)中所述稀釋劑為磺化煤油。

優(yōu)選的，步驟2)中所述洗滌液為以步驟1)所得萃余液中所含的硫酸配制而成。

優(yōu)選的，步驟2)中所述洗滌液中fe≥0.5g/l時更換洗滌液。

優(yōu)選的，步驟3)中所述堿液選自氨水、氫氧化鈉、碳酸鈉中的一種或多種。

優(yōu)選的，步驟1)和步驟3)中所用離心機(jī)規(guī)格為：流量為30～50m3/h，進(jìn)出口外形尺寸1500mm×1500mm×2960mm。

本發(fā)明中，所公開的離心萃取回收鈦的方法特別適用于從硫酸法生產(chǎn)鈦白粉產(chǎn)生的廢酸中回收鈦。該方法中使用伯胺作為萃取劑，結(jié)合離心萃取回收鈦，無需協(xié)同萃取劑，成本低且萃取時間短。其中所得萃余液可直接出售、用于廢水處理或代替工業(yè)硫酸。另外，本方法中在單級洗滌富鈦有機(jī)相時，所采用的洗滌液即為前步驟所得萃余液中所含的硫酸配制而成，從而進(jìn)一步降低了成本。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)使用伯胺作為萃取劑，結(jié)合離心萃取回收鈦，無需協(xié)同萃取劑，成本低，萃取時間短。萃余液(硫酸)可直接出售、用于廢水處理或代替工業(yè)硫酸。離心萃取級存留液量少，節(jié)省大量的萃取劑的費(fèi)用；離心萃取機(jī)立式直聯(lián)電機(jī)驅(qū)動、結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。

2)增加富鈦有機(jī)相的單級洗滌工序，降低了富鈦有機(jī)相中的鐵含量。

3)富鈦有機(jī)相采用堿液離心反萃，反萃時間短，反萃率高，反萃空白有機(jī)相含ti＜150mg/l可循環(huán)使用，反萃的含鈦液進(jìn)一步處理或返回鈦白粉生產(chǎn)提高收率。

具體實施方式

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

本發(fā)明實施例中，所用離心機(jī)規(guī)格為：流量為30～50m³/h，進(jìn)出口外形尺寸1500mm×1500mm×2960mm。

實施例1

1)硫酸法生產(chǎn)鈦白粉廢硫酸(成分h2so4：22.2％，ti：7.6g/l，fe：0.05g/l，p：0.001g/l，si：0.023g/l，na：0.016g/l)，萃取劑：25％n116+75％磺化煤油，在32℃三級逆流萃取離心萃取，相比o:a＝1:5，萃取時間10s，流量40m³/h，將硫酸中的鈦萃取到有機(jī)相中，萃取后，得到凈化的硫酸(含ti≤80mg/l)和富鈦有機(jī)相。

2)將富鈦有機(jī)相在帶攪拌儲罐單級洗滌，洗滌液為5％硫酸(萃余液酸配制)，相比o:a＝20:1，聚乙烯儲罐30m³，攪拌槳轉(zhuǎn)速150r/min，每罐攪拌時間5min后靜止分相；洗液fe≥0.5g/l時更換。

3)用0.65mol/l氨水為反萃劑，將富鈦有機(jī)相在27℃下按逆流接觸的方式進(jìn)行經(jīng)5級離心反萃，相比o:a＝2:1，反萃時間15s，從富鈦有機(jī)相中將鈦反萃到水相中，反萃后，得到含鈦溶液和有機(jī)相(含ti：130mg/l)，有機(jī)相可以作為步驟1)中的萃取劑循環(huán)使用。

實施例2

1)硫酸法生產(chǎn)鈦白粉廢硫酸(成分h2so4：24.2％，ti：8.2g/l，fe：0.08g/l，p：0.0008g/l，si：0.016g/l，na：0.01g/l)，萃取劑：30％n1923+70％磺化煤油，在26℃三級逆流萃取離心萃取，相比o:a＝1:4，萃取時間7s，流量35m³/h，將硫酸中的鈦萃取到有機(jī)相中，萃取后，得到凈化的硫酸(含ti≤50mg/l)和富鈦有機(jī)相。

2)將富鈦有機(jī)相在帶攪拌儲罐單級洗滌，洗滌液為7％硫酸(萃余液酸配制)，相比o:a＝18:1，聚乙烯儲罐20m³，攪拌槳轉(zhuǎn)速150r/min，每罐攪拌時間7min后靜止分相；洗液fe≥0.5g/l時更換。

3)用0.65mol/l氫氧化鈉為反萃劑，將富鈦有機(jī)相在24℃下按逆流接觸的方式進(jìn)行經(jīng)5級離心反萃，相比o:a＝3:1，反萃時間20s，從富鈦有機(jī)相中將鈦反萃到水相中，反萃后，得到含鈦溶液和有機(jī)相(含ti：120mg/l)，有機(jī)相可以作為步驟1)中的萃取劑循環(huán)使用。

實施例3

1)硫酸法生產(chǎn)鈦白粉廢硫酸(成分h2so4：20.2％，ti：8.3g/l，fe：0.01g/l，p：0.001g/l，si：0.02g/l，na：0.02g/l)，用萃取劑：35％primene81r+65％磺化煤油，在28℃三級逆流萃取離心萃取，相比o:a＝1:4，萃取時間9s，流量40m³/h，將硫酸中的鈦萃取到有機(jī)相中，萃取后，得到凈化的硫酸(含ti≤50mg/l)和富鈦有機(jī)相。

2)將富鈦有機(jī)相在帶攪拌儲罐單級洗滌，洗滌液為5％硫酸(萃余液酸配制)，相比o:a＝20:1，聚乙烯儲罐30m³，攪拌槳轉(zhuǎn)速150r/min，每罐攪拌時間8min后靜止分相；洗液fe≥0.5g/l時更換。

3)用0.7mol/l碳酸鈉為反萃劑，將富鈦有機(jī)相在22℃下按逆流接觸的方式進(jìn)行經(jīng)4級離心反萃，相比o:a＝1:1，反萃時間20s，從富鈦有機(jī)相中將鈦反萃到水相中，反萃后，得到含鈦溶液和有機(jī)相(含ti：140mg/l)，有機(jī)相可以作為步驟1)中的萃取劑循環(huán)使用。

本發(fā)明實施例1～3中的萃取后的凈化硫酸和反萃后含鈦溶液的取樣分析結(jié)果如下：

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。