一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，它是先將堿溶濾液濃縮制得TiO2濃度不低于140g/L的稠漿，然后再將該稠漿與硫酸混合并加熱使其充分反應(yīng)，然后加入待包膜的二氧化鈦料漿中進(jìn)行鈦包膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅回收利用了堿溶濾液中的鈦，防止了資源的浪費(fèi)，而且將該堿溶濾液用于高光澤、高亮度的金紅石型鈦白粉生產(chǎn)的包膜工序，提供了鈦包膜劑的另一原料，解決了單獨(dú)使用偏鈦酸制備鈦包膜劑帶來的高成本的后果，降低了制備鈦白粉的包膜成本。
【專利說明】一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鈦白粉生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在硫酸法制備金紅石型二氧化鈦的生產(chǎn)過程中，偏鈦酸煅燒時(shí)需要加入煅燒晶 種，所謂的煅燒晶種一般使用合格的二洗漿料與濃堿反應(yīng)、洗滌后得到鈦酸鈉(這一過程俗 稱堿溶)，鈦酸鈉再與鹽酸反應(yīng)制得。堿溶時(shí)所得的鈦酸鈉混合液用水洗滌壓濾，壓濾時(shí)部 分鈦和堿隨壓濾液流出，該壓濾液通常稱為堿溶濾液。如果堿溶濾液不加以回收利用而直 接外排，不僅會(huì)造成鈦和堿的損失而增加生產(chǎn)成本，而且還會(huì)增大污水處理難度，如若處理 不當(dāng)極易造成環(huán)境污染。部分企業(yè)將堿溶濾液用于煅燒尾氣噴淋，以便利用濾液中堿中和 煅燒酸性尾氣，但濾液中的Ti0 2仍未被回收利用。
[0003] 為了提高鈦白粉的耐候性，改善二氧化鈦的光澤度、分散度等性能，通常需要對(duì) Ti〇2進(jìn)行表面包膜處理。無機(jī)包膜通常包括鈦、鋁、硅、鋯包膜等，鈦包膜的主要目的在于通 過對(duì)二氧化鈦粒子表面進(jìn)行處理，提高二氧化鈦的光澤、亮度等，彌補(bǔ)二氧化鈦粒子光化學(xué) 活性的缺陷。一般工廠進(jìn)行鈦包膜是用偏鈦酸與濃硫酸控制在一定比例，在適當(dāng)?shù)臏囟认?反應(yīng)制得鈦包膜劑用于包膜，此方法單獨(dú)用偏鈦酸制備鈦包膜劑成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種回收利用堿溶濾液中鈦 的方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的： 一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，包括以下生產(chǎn)步驟： (1) 將硫酸法制備金紅石型二氧化鈦工藝中的堿溶濾液經(jīng)濃縮制得Ti02濃度不低于 140g/L的稠漿； (2) 將步驟（1)所得稠漿與90%濃硫酸混合并加熱使其充分反應(yīng)制得硫酸氧鈦溶液； (3) 將步驟（2)所得溶液加入待包膜的二氧化鈦料漿中進(jìn)行鈦包膜。
[0006] 其中，上述方法步驟（1)中濃縮的具體方式是采用稠厚器沉降，在現(xiàn)有技術(shù)中有采 用西恩沉降器進(jìn)行沉降的方式，采用西恩沉降方式雖然濃縮效果更好，但是西恩沉降成本 較高，不僅需要定期更換濾布，還需要及時(shí)更換濾料，否則容易出現(xiàn)堵網(wǎng)現(xiàn)象，過濾效果大 大降低。本發(fā)明采用稠厚器沉降雖然不及西恩濃縮效果，但是稠厚器單靠重力作用進(jìn)行沉 降可以保證制得的稠漿濃度按110 2計(jì)不低于140g/L，該濃度已經(jīng)可以達(dá)到本發(fā)明的發(fā)明目 的，因此本發(fā)明采用稠厚器沉降既保證了發(fā)明效果，也降低了使用成本，經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng)。
[0007] 同時(shí)發(fā)明人對(duì)本發(fā)明所得稠漿中Ti〇2用于鈦包膜進(jìn)行了可行性分析。該稠漿主 要是經(jīng)過堿溶壓濾后沉降所得。首先對(duì)進(jìn)行堿溶的主要原料NaOH溶液進(jìn)行分析，從廠家提 供的NaOH檢測(cè)報(bào)告中發(fā)現(xiàn)以下物質(zhì)對(duì)鈦白粉生產(chǎn)有較大影響： 1.鐵：42%的液堿出廠指標(biāo)三氧化鐵含量< 0. 002%，堿溶時(shí)堿鈦比為1. 5:1，則1噸偏 鈦酸中（以Ti02計(jì)）由42%的液堿帶入的鐵為22. 8ppm，在堿溶壓濾鐵附著在鈦酸鈉表面一 起穿濾，堿溶濾液經(jīng)檢測(cè)鐵鈦比為18ppm，與理論值基本一致。包膜時(shí)硫酸氧鈦（以1102計(jì)） 加量為4%，則由此帶入1噸成品中的鐵含量為0. 9ppm，只占產(chǎn)品中Fe ( 2014年四川龍蟒 集團(tuán)有限責(zé)任公司R996成品Fe平均數(shù)據(jù)為34ppm)含量的3%，因此本發(fā)明帶入成品中的鐵 不會(huì)影響到產(chǎn)品性能。
[0008] 2.重金屬Hg等：鈦白粉中重金屬影響鈦白粉極限含量為0. 00015%，經(jīng)計(jì)算由本發(fā) 明帶入1噸產(chǎn)品當(dāng)中的重金屬為0. 00006% < 0. 00015%，故不會(huì)對(duì)產(chǎn)品性能造成影響。
[0009] 其次對(duì)進(jìn)行堿溶的另一主要原料二洗后的偏鈦酸進(jìn)行分析，經(jīng)過二洗后的偏鈦酸 中以鐵為雜質(zhì)代表的其含量控制在20ppm以下，經(jīng)過堿溶壓濾洗滌后鐵含量會(huì)更低，因此 不會(huì)影響后續(xù)包膜產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)堿溶過程發(fā)生以下反應(yīng)：H 2Ti03+4Na0H===Na4Ti04+3H 20， 經(jīng)堿溶壓濾，生成的Na4Ti04部分會(huì)隨洗水流入濾液中，經(jīng)檢測(cè)濾液中Ti0 2含量為 2. 5-3. 0%，此部分Ti02經(jīng)稠厚器沉降后全部進(jìn)入稠漿中進(jìn)行二次壓濾。而NaOH經(jīng)稠厚器 沉降后直接進(jìn)入上層清液用于煅燒尾氣噴淋。
[0010] 進(jìn)一步的，硫酸法生產(chǎn)鈦白粉包膜過程中，一般包膜劑濃度控制在90?120g/l左 右，濃度太高，造成體系粘度過大，生產(chǎn)裝置攪拌不勻，不利于Ti〇 2包覆。濃度太低，包膜劑 容易自身水解生成沉淀影響包膜致密度，造成Ti〇2酸溶率偏高，耐候性降低。因此步驟（1) 中所述稠漿中Ti0 2的濃度為150-170g/L，在加入4?5倍質(zhì)量的90%濃硫酸酸溶后，剛好 可制得濃度為l〇〇-ll〇g/l (以Ti02濃度計(jì)）的硫酸氧鈦溶液，滿足鈦包膜過程中包膜劑濃 度控制要求。
[0011] 其中，上述方法步驟（2)中，稠漿與濃硫酸的配比為：硫酸中H2S04的質(zhì)量：稠漿中 Ti02的質(zhì)量=4?5 : 1,保證酸溶完全并且不浪費(fèi)硫酸。
[0012] 其中，上述方法步驟（3)的配比關(guān)系為：步驟（2)所得溶液中Ti02的質(zhì)量：待包膜 的二氧化鈦料漿中Ti0 2的質(zhì)量=4 : 100,可以保證二氧化鈦能夠均勻的分散在其原級(jí)粒子 上，彌補(bǔ)其光化學(xué)活性的缺陷，達(dá)到理想的鈦包膜效果。
[0013] 本發(fā)明中所述Ti02濃度是指物料中所含的Ti以Ti02計(jì)的濃度，所述Ti0 2質(zhì)量是 指物料中所含的Ti以Ti〇2計(jì)的質(zhì)量。
[0014] 本發(fā)明方法具體可以按照以下步驟實(shí)施：（1)采用稠厚器將硫酸法制備金紅石型 二氧化鈦工藝中的堿溶濾液沉降，制得Ti0 2濃度為150-170g/L的稠漿；（2)向步驟（1)所 得稠漿中加入濃度為90%的硫酸，硫酸中H2S0 4的質(zhì)量為稠漿中Ti02的質(zhì)量的4?5倍，力口 入硫酸的同時(shí)攪拌，硫酸加入完畢后加熱至135°C并保持20-30分鐘，使稠漿與硫酸充分反 應(yīng)，得到濃度為100 - ll〇g/l的硫酸氧鈦溶液，待用；（3)將待包膜的砂磨二氧化鈦漿料放 入包膜槽中，升溫至50-60°C，用堿液調(diào)節(jié)漿料的pH值至8-10,將步驟（2)所得溶液泵入包 膜槽，泵入的量為步驟（2)所得溶液中Ti0 2的質(zhì)量：待包膜的二氧化鈦料漿中Ti02的質(zhì)量 =4 . 100,加完以后熟化30分鐘即完成欽包|旲過程。
[0015] 現(xiàn)有技術(shù)中堿溶濾液通常用于煅燒尾氣噴淋，導(dǎo)致了濾液中二氧化鈦損失。雖然 堿溶濾液中鈦含量非常低，通常以Ti0 2計(jì)在70-80g/L左右，但是發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過適當(dāng)?shù)?濃縮方法，將堿溶濾液濃縮制成Ti02濃度不低于140 g/L的稠漿，然后向其中加入適當(dāng)?shù)?硫酸，在適宜的溫度下酸溶制得硫酸氧鈦溶液，就可用于砂磨二氧化鈦漿料的鈦包膜。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅回收利用了堿溶濾液中的鈦，防止了資源的浪費(fèi)，而 且將該堿溶濾液用于高光澤、高亮度的金紅石型鈦白粉生產(chǎn)的包膜工序，提供了鈦包膜劑 的另一原料，解決了單獨(dú)使用偏鈦酸制備鈦包膜劑帶來的高成本的后果，降低了制備鈦白 粉的包膜成本。本發(fā)明采用稠厚器進(jìn)行濃縮，可以充分提高鈦的回收率，使?jié)饪s得到的漿料 鈦含量高，解決了堿溶濾液因?yàn)殁伜康投貌坏嚼玫膯栴}。本發(fā)明通過對(duì)各工藝環(huán)節(jié) 參數(shù)的控制，使最終得到的包膜劑用于包膜得到的產(chǎn)品顏料性能與單獨(dú)使用偏鈦酸制得的 包膜劑用于包膜得到的產(chǎn)品顏料性能沒有明顯差異，完全符合高光澤、高亮度的金紅石型 鈦白粉的生產(chǎn)需要。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了更加清楚的理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果，下面結(jié)合具體實(shí)施方 式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但并不將本發(fā)明的保護(hù)范圍限定在以下實(shí)施例中。在不脫離 本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更， 均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0018] 實(shí)施例1 : 鈦白粉堿溶濾液用于鈦包膜的具體操作步驟如下： (1)將濃度為70g/L (以Ti02計(jì)）的堿溶壓濾濾液泵入稠厚器進(jìn)行沉降，下層稠漿泵入 稠漿收集槽，將其濃度調(diào)配為150gTi02/L，取該稠漿10L，攪拌lOmin后加入4倍于Ti02質(zhì) 量的90%硫酸6. 6kg，加熱至135°C并保溫30min，用循環(huán)水將物料冷卻至5(T60°C，制得濃 度為l〇〇g/l (以Ti02計(jì)）的硫酸氧鈦溶液。
[0019] (2)將Ti02濃度為25%的砂磨料漿100kg放入包膜槽，升溫至50°C，用配制好的 堿液將pH調(diào)至8.5,在lh內(nèi)加入上述稀釋后的溶液9. 3L，并維持pH在8?10。加完以后熟 化30min，將溫度升至90°C，在30min內(nèi)加入配制好的硅酸鈉溶液（12%)5. 2kg，加完以后熟 化30min，再用稀硫酸將終點(diǎn)pH調(diào)至5. 5,熟化lh后去三洗、閃干、氣粉。
[0020] 實(shí)施例2 : (1)將濃度為70g/l (以Ti02計(jì)）的堿溶壓濾濾液泵入稠厚器進(jìn)行沉降，下層稠漿泵入 稠漿收集槽，將其濃度調(diào)配為160gTi02/L，取含Ti02的稠漿10L，攪拌lOmin后加入4. 5倍 于Ti02質(zhì)量的90%硫酸8kg，加熱至135°C并保溫30min，用循環(huán)水將物料冷卻至5(T60°C， 制得濃度為l〇5g/l (以Ti02計(jì)）的硫酸氧鈦溶液。
[0021] (2)將Ti02濃度為26. 5%的砂磨料漿100kg放入包膜槽，升溫至50°C，用配制好 的堿液將PH調(diào)至8.5,在lh內(nèi)加入上述稀釋后的溶液9. 8L，并維持pH在8?10。加完以后 熟化30min，將溫度升至90°C，在30min內(nèi)加入配制好的硅酸鈉溶液（12%)5. 5kg，加完以后 熟化30min，再用稀硫酸將終點(diǎn)pH調(diào)至6. 0,熟化lh后去三洗、閃干、氣粉。
[0022] 實(shí)施例3 : (1)將濃度為80g/l (以Ti02計(jì)）的堿溶壓濾濾液泵入稠厚器進(jìn)行沉降，下層稠漿泵入 稠漿收集槽，將其濃度調(diào)配為170gTi02/L，取含Ti02的稠漿10L，攪拌lOmin后加入5倍于 Ti02質(zhì)量的90%硫酸9. 4kg，加熱至135°C并保溫30min，用循環(huán)水將物料冷卻至5(T60°C， 制得濃度為ll〇g/l (以Ti02計(jì)）的硫酸氧鈦溶液。
[0023] (2)將Ti02濃度為24. 8%的砂磨料漿100kg放入包膜槽，升溫至50°C，用配制好 的堿液將pH調(diào)至8.5,在lh內(nèi)加入上述稀釋后的溶液9. 1L，并維持pH在8~10。加完以后
【權(quán)利要求】
1. 一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：包括以下步驟： (1)將硫酸法制備金紅石型二氧化鈦工藝中的堿溶濾液經(jīng)濃縮制得Ti02濃度不低于 140g/L的稠漿； (2 )將步驟（1)所得稠漿與90%濃硫酸混合并加熱使其充分反應(yīng)； (3)將步驟（2)所得溶液加入待包膜的二氧化鈦料漿中進(jìn)行鈦包膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（1) 中，濃縮的具體方式是采用稠厚器進(jìn)行沉降。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（1) 中，所述稠漿中Ti02的濃度為150-170g/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（2) 中，稠漿與硫酸的配比為：硫酸中H2S0 4的質(zhì)量：稠漿中Ti02質(zhì)量=4?5 : 1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（2)中 制得的溶液濃度以Ti02濃度計(jì)為100-110g/L。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（2)中 加熱溫度為135°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（3)的 配比關(guān)系為步驟（2)所得溶液中Ti02質(zhì)量：待包膜的二氧化鈦料漿中Ti0 2質(zhì)量=4 : 100。
【文檔編號(hào)】C01G23/047GK104098131SQ201410347648
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】楊萬梅, 姚恒平, 鐘小英, 劉不盡 申請(qǐng)人:四川龍蟒鈦業(yè)股份有限公司