鈦白粉廠酸解泥渣水洗處理技術實驗研究

摘 要：為研究水洗法消除鈦白粉廠酸解泥渣腐蝕性的可行性，以攀鋼鈦業鈦白粉廠酸解泥渣為研究對象，依據國家危險廢物鑒別標準對水洗后的酸解泥渣進行分析。實驗結果表明：水洗法可以有效解決酸解泥渣腐蝕性問題并可降低其浸出毒性，用該方法來處理鈦白粉廠酸解泥渣是可行的，通過洗滌后可由危險廢物轉為一般工業固體廢物管理。

關鍵詞：鈦白粉；硫酸法；酸解泥渣；水洗法

引言

攀鋼鈦業公司以攀枝花當地的鈦精礦為原材料，采用硫酸法生產鈦白粉，目前生產線規模為2萬噸/年，酸解泥渣產生量每年4000噸左右（危險類別為HW34，代碼為261-056-34）。文章通過水洗實驗確定是否能消除其腐蝕性及毒性兩大特性，該研究對于完善鈦白粉行業的酸解泥渣污染治理及降低環境風險具有一定的參考價值。

1 酸解泥渣危險特性分析

首先從攀鋼鈦業公司酸解泥渣抽取20組樣品進行腐蝕性、浸出毒性和毒性物質含量分析。經危險廢物特性實驗分析，該單位酸解泥渣樣品不具有浸出毒性并且毒性物質含量低于危險廢物鑒別標準，但具有一定的腐蝕性，主要危險特性在于泥渣表面含有部分游離硫酸，從而導致強酸性（腐蝕性）。

2 試驗材料及方法

針對酸解泥渣的危險特性，對酸解泥渣實施水洗方案并進行實驗室小試，實驗方案與結果如下：

2.1 水洗對pH值的影響實驗

2.1.1 實驗方案設計

取100 g樣品（干基）置于燒杯中，按液固比為5/1加入純水，常溫下持續攪拌1h后減壓過濾，將固體部分按照GB5085.1-2007進行pH檢驗，如果pH高于2.0，則水洗實驗結束，如pH仍低于2.0，則：

a.重新取100g樣品（干基）置于燒杯中，按液固比為5/1加入純水，常溫下持續攪拌1h后減壓過濾；

b.將固體部分置于燒杯中，加入與a.中相同量的純水，常溫下持續攪拌1 h后減壓過濾；

c.將固體部分按照《危險廢物鑒別標準 腐蝕性鑒別》（GB5085.1-2007）進行pH檢驗。如果pH檢驗結果仍低于2.0，則繼續增加水洗次數。

2.1.2 實驗結果及分析

在上述實驗條件下，實驗室小試中水洗對鈦白粉酸解泥渣pH的影響效果如圖1所示。分析圖2可知，水洗能有效的降低酸解泥渣的腐蝕性，經兩次洗滌后可將酸解泥渣的pH提高到2.0以上，從而不再具有GB5085.1-2007規定的腐蝕性危險特性。

圖1 pH隨水洗次數增加變化趨勢圖

2.2 水洗對樣品中重金屬元素的影響實驗

2.2.1 實驗方案設計

在水洗實驗室小試過程中，對洗滌用水及洗后酸解泥渣的危險特性進行考察，由于攀鋼鈦業公司酸解泥渣中毒性物質含量遠低于毒性物質含量標準（GB 5085.6-2007），實驗室小試時洗滌用水為電阻率18.2 mΩ的高純水，不會引入毒性物質。同時洗滌后廢物樣品干重變化不大，因此水洗不會對固體廢物量有較大影響，不會導致毒性物質含量大幅提高，故實驗中僅考察洗滌后廢物的浸出毒性。

2.2.2 實驗結果及分析

實驗結果如表1所示，部分重金屬浸出毒性隨水洗次數增加的變化趨勢如圖2所示。

表1 水洗過程中的浸出毒性（單位：mg/L）

注：“水”指洗滌后水中重金屬濃度；“固”指該次洗滌完成后，固體部分的浸出毒性；“限值”指GB5085.3-2007中的限值；“0.0002L”指檢出限為0.0002mg/L，實際樣品中的濃度低于0.0002mg/L。

圖2 部分重金屬浸出毒性隨水洗次數增加變化趨勢圖

分析圖2可知，酸解泥渣中重金屬的浸出毒性隨水洗次數的增加呈降低趨勢，這是由于酸解泥渣本身含有游離硫酸，導致洗滌用水呈酸性。在酸性條件下，有助于毒性物質洗出，從而降低了泥渣的浸出毒性。

2.3 水洗處理方案的可行性分析

水洗法能夠有效的提高pH值和降低重金屬的浸出毒物。根據《危險廢物鑒別標準 通則》（GB5085.7-2007）第六條“危險廢物處理后判定規則”中的6.2規定“僅具有腐蝕性、易燃性或反應性的危險廢物處理后，經GB5085.1、GB5085.4和GB5085.5鑒別不再具有危險特性的，不屬于危險廢物”，由前述內容可知，攀鋼鈦業公司酸解泥渣屬于僅具有腐蝕性的危險廢物，在充分水洗處理后，不再具有危險特性，符合該條規定。綜合考慮酸解泥渣的成分、特性和實驗室小試結果，攀鋼鈦業公司擬采用的水洗處理技術基本可行。

但是在研究過程中也發現了一些問題，需在處理技術實際應用中進一步考慮：為確保洗滌效果達到要求，實際工藝過程中應對洗滌方式、用水量、洗滌時間、洗滌次數等條件進行充分優化；由于洗滌污水中含有一定量的Cr、Ni、Cu、As等重金屬，按照相關規定應在車間位置排口處建設重金屬處理設施，不宜將洗滌廢水直接排至污水處理廠處理。

3 結束語

文章在實驗的基礎上，對水洗法處理硫酸法生產鈦白粉過程中酸解泥渣的可行性進行研究，得出以下結論：攀鋼鈦業公司以本地鈦精礦為原料生產鈦白粉過程中產生的酸解泥渣主要的危險特性為強酸性（腐蝕性）。通過水洗技術可以有效的提高酸解泥渣的pH值和降低重金屬的浸出毒物，并且水洗次數越多變化越明顯，到達一定次數，參數變化趨于平緩。采用水洗處理方案來處理酸解泥渣是可行的，對鈦白行業酸解泥渣處理提供一定的指導。

參考文獻

[1]鄧捷.鈦白粉硫酸法與氯化法清潔生產比較[J].中國涂料工業雜志，2011， 26（12）： 14-16.

[2]GB5085.1-2007危險廢物鑒別標準-腐蝕性鑒別[S].

[3]GB5085.7-2007危險廢物鑒別標準-通則[S].

作者簡介：曹海波（1977.4-），男，大學，工程師。endprint

摘 要：為研究水洗法消除鈦白粉廠酸解泥渣腐蝕性的可行性，以攀鋼鈦業鈦白粉廠酸解泥渣為研究對象，依據國家危險廢物鑒別標準對水洗后的酸解泥渣進行分析。實驗結果表明：水洗法可以有效解決酸解泥渣腐蝕性問題并可降低其浸出毒性，用該方法來處理鈦白粉廠酸解泥渣是可行的，通過洗滌后可由危險廢物轉為一般工業固體廢物管理。

關鍵詞：鈦白粉；硫酸法；酸解泥渣；水洗法

引言

攀鋼鈦業公司以攀枝花當地的鈦精礦為原材料，采用硫酸法生產鈦白粉，目前生產線規模為2萬噸/年，酸解泥渣產生量每年4000噸左右（危險類別為HW34，代碼為261-056-34）。文章通過水洗實驗確定是否能消除其腐蝕性及毒性兩大特性，該研究對于完善鈦白粉行業的酸解泥渣污染治理及降低環境風險具有一定的參考價值。

1 酸解泥渣危險特性分析

首先從攀鋼鈦業公司酸解泥渣抽取20組樣品進行腐蝕性、浸出毒性和毒性物質含量分析。經危險廢物特性實驗分析，該單位酸解泥渣樣品不具有浸出毒性并且毒性物質含量低于危險廢物鑒別標準，但具有一定的腐蝕性，主要危險特性在于泥渣表面含有部分游離硫酸，從而導致強酸性（腐蝕性）。

2 試驗材料及方法

針對酸解泥渣的危險特性，對酸解泥渣實施水洗方案并進行實驗室小試，實驗方案與結果如下：

2.1 水洗對pH值的影響實驗

2.1.1 實驗方案設計

取100 g樣品（干基）置于燒杯中，按液固比為5/1加入純水，常溫下持續攪拌1h后減壓過濾，將固體部分按照GB5085.1-2007進行pH檢驗，如果pH高于2.0，則水洗實驗結束，如pH仍低于2.0，則：

a.重新取100g樣品（干基）置于燒杯中，按液固比為5/1加入純水，常溫下持續攪拌1h后減壓過濾；

b.將固體部分置于燒杯中，加入與a.中相同量的純水，常溫下持續攪拌1 h后減壓過濾；

c.將固體部分按照《危險廢物鑒別標準 腐蝕性鑒別》（GB5085.1-2007）進行pH檢驗。如果pH檢驗結果仍低于2.0，則繼續增加水洗次數。

2.1.2 實驗結果及分析

在上述實驗條件下，實驗室小試中水洗對鈦白粉酸解泥渣pH的影響效果如圖1所示。分析圖2可知，水洗能有效的降低酸解泥渣的腐蝕性，經兩次洗滌后可將酸解泥渣的pH提高到2.0以上，從而不再具有GB5085.1-2007規定的腐蝕性危險特性。

圖1 pH隨水洗次數增加變化趨勢圖

2.2 水洗對樣品中重金屬元素的影響實驗

2.2.1 實驗方案設計

在水洗實驗室小試過程中，對洗滌用水及洗后酸解泥渣的危險特性進行考察，由于攀鋼鈦業公司酸解泥渣中毒性物質含量遠低于毒性物質含量標準（GB 5085.6-2007），實驗室小試時洗滌用水為電阻率18.2 mΩ的高純水，不會引入毒性物質。同時洗滌后廢物樣品干重變化不大，因此水洗不會對固體廢物量有較大影響，不會導致毒性物質含量大幅提高，故實驗中僅考察洗滌后廢物的浸出毒性。

2.2.2 實驗結果及分析

實驗結果如表1所示，部分重金屬浸出毒性隨水洗次數增加的變化趨勢如圖2所示。

表1 水洗過程中的浸出毒性（單位：mg/L）

注：“水”指洗滌后水中重金屬濃度；“固”指該次洗滌完成后，固體部分的浸出毒性；“限值”指GB5085.3-2007中的限值；“0.0002L”指檢出限為0.0002mg/L，實際樣品中的濃度低于0.0002mg/L。

圖2 部分重金屬浸出毒性隨水洗次數增加變化趨勢圖

分析圖2可知，酸解泥渣中重金屬的浸出毒性隨水洗次數的增加呈降低趨勢，這是由于酸解泥渣本身含有游離硫酸，導致洗滌用水呈酸性。在酸性條件下，有助于毒性物質洗出，從而降低了泥渣的浸出毒性。

2.3 水洗處理方案的可行性分析

水洗法能夠有效的提高pH值和降低重金屬的浸出毒物。根據《危險廢物鑒別標準 通則》（GB5085.7-2007）第六條“危險廢物處理后判定規則”中的6.2規定“僅具有腐蝕性、易燃性或反應性的危險廢物處理后，經GB5085.1、GB5085.4和GB5085.5鑒別不再具有危險特性的，不屬于危險廢物”，由前述內容可知，攀鋼鈦業公司酸解泥渣屬于僅具有腐蝕性的危險廢物，在充分水洗處理后，不再具有危險特性，符合該條規定。綜合考慮酸解泥渣的成分、特性和實驗室小試結果，攀鋼鈦業公司擬采用的水洗處理技術基本可行。

但是在研究過程中也發現了一些問題，需在處理技術實際應用中進一步考慮：為確保洗滌效果達到要求，實際工藝過程中應對洗滌方式、用水量、洗滌時間、洗滌次數等條件進行充分優化；由于洗滌污水中含有一定量的Cr、Ni、Cu、As等重金屬，按照相關規定應在車間位置排口處建設重金屬處理設施，不宜將洗滌廢水直接排至污水處理廠處理。

3 結束語

文章在實驗的基礎上，對水洗法處理硫酸法生產鈦白粉過程中酸解泥渣的可行性進行研究，得出以下結論：攀鋼鈦業公司以本地鈦精礦為原料生產鈦白粉過程中產生的酸解泥渣主要的危險特性為強酸性（腐蝕性）。通過水洗技術可以有效的提高酸解泥渣的pH值和降低重金屬的浸出毒物，并且水洗次數越多變化越明顯，到達一定次數，參數變化趨于平緩。采用水洗處理方案來處理酸解泥渣是可行的，對鈦白行業酸解泥渣處理提供一定的指導。

參考文獻

[1]鄧捷.鈦白粉硫酸法與氯化法清潔生產比較[J].中國涂料工業雜志，2011， 26（12）： 14-16.

[2]GB5085.1-2007危險廢物鑒別標準-腐蝕性鑒別[S].

[3]GB5085.7-2007危險廢物鑒別標準-通則[S].

作者簡介：曹海波（1977.4-），男，大學，工程師。endprint

摘 要：為研究水洗法消除鈦白粉廠酸解泥渣腐蝕性的可行性，以攀鋼鈦業鈦白粉廠酸解泥渣為研究對象，依據國家危險廢物鑒別標準對水洗后的酸解泥渣進行分析。實驗結果表明：水洗法可以有效解決酸解泥渣腐蝕性問題并可降低其浸出毒性，用該方法來處理鈦白粉廠酸解泥渣是可行的，通過洗滌后可由危險廢物轉為一般工業固體廢物管理。

關鍵詞：鈦白粉；硫酸法；酸解泥渣；水洗法

引言

攀鋼鈦業公司以攀枝花當地的鈦精礦為原材料，采用硫酸法生產鈦白粉，目前生產線規模為2萬噸/年，酸解泥渣產生量每年4000噸左右（危險類別為HW34，代碼為261-056-34）。文章通過水洗實驗確定是否能消除其腐蝕性及毒性兩大特性，該研究對于完善鈦白粉行業的酸解泥渣污染治理及降低環境風險具有一定的參考價值。

1 酸解泥渣危險特性分析

首先從攀鋼鈦業公司酸解泥渣抽取20組樣品進行腐蝕性、浸出毒性和毒性物質含量分析。經危險廢物特性實驗分析，該單位酸解泥渣樣品不具有浸出毒性并且毒性物質含量低于危險廢物鑒別標準，但具有一定的腐蝕性，主要危險特性在于泥渣表面含有部分游離硫酸，從而導致強酸性（腐蝕性）。

2 試驗材料及方法

針對酸解泥渣的危險特性，對酸解泥渣實施水洗方案并進行實驗室小試，實驗方案與結果如下：

2.1 水洗對pH值的影響實驗

2.1.1 實驗方案設計

取100 g樣品（干基）置于燒杯中，按液固比為5/1加入純水，常溫下持續攪拌1h后減壓過濾，將固體部分按照GB5085.1-2007進行pH檢驗，如果pH高于2.0，則水洗實驗結束，如pH仍低于2.0，則：

a.重新取100g樣品（干基）置于燒杯中，按液固比為5/1加入純水，常溫下持續攪拌1h后減壓過濾；

b.將固體部分置于燒杯中，加入與a.中相同量的純水，常溫下持續攪拌1 h后減壓過濾；

c.將固體部分按照《危險廢物鑒別標準 腐蝕性鑒別》（GB5085.1-2007）進行pH檢驗。如果pH檢驗結果仍低于2.0，則繼續增加水洗次數。

2.1.2 實驗結果及分析

在上述實驗條件下，實驗室小試中水洗對鈦白粉酸解泥渣pH的影響效果如圖1所示。分析圖2可知，水洗能有效的降低酸解泥渣的腐蝕性，經兩次洗滌后可將酸解泥渣的pH提高到2.0以上，從而不再具有GB5085.1-2007規定的腐蝕性危險特性。

圖1 pH隨水洗次數增加變化趨勢圖

2.2 水洗對樣品中重金屬元素的影響實驗

2.2.1 實驗方案設計

在水洗實驗室小試過程中，對洗滌用水及洗后酸解泥渣的危險特性進行考察，由于攀鋼鈦業公司酸解泥渣中毒性物質含量遠低于毒性物質含量標準（GB 5085.6-2007），實驗室小試時洗滌用水為電阻率18.2 mΩ的高純水，不會引入毒性物質。同時洗滌后廢物樣品干重變化不大，因此水洗不會對固體廢物量有較大影響，不會導致毒性物質含量大幅提高，故實驗中僅考察洗滌后廢物的浸出毒性。

2.2.2 實驗結果及分析

實驗結果如表1所示，部分重金屬浸出毒性隨水洗次數增加的變化趨勢如圖2所示。

表1 水洗過程中的浸出毒性（單位：mg/L）

注：“水”指洗滌后水中重金屬濃度；“固”指該次洗滌完成后，固體部分的浸出毒性；“限值”指GB5085.3-2007中的限值；“0.0002L”指檢出限為0.0002mg/L，實際樣品中的濃度低于0.0002mg/L。

圖2 部分重金屬浸出毒性隨水洗次數增加變化趨勢圖

分析圖2可知，酸解泥渣中重金屬的浸出毒性隨水洗次數的增加呈降低趨勢，這是由于酸解泥渣本身含有游離硫酸，導致洗滌用水呈酸性。在酸性條件下，有助于毒性物質洗出，從而降低了泥渣的浸出毒性。

2.3 水洗處理方案的可行性分析

水洗法能夠有效的提高pH值和降低重金屬的浸出毒物。根據《危險廢物鑒別標準 通則》（GB5085.7-2007）第六條“危險廢物處理后判定規則”中的6.2規定“僅具有腐蝕性、易燃性或反應性的危險廢物處理后，經GB5085.1、GB5085.4和GB5085.5鑒別不再具有危險特性的，不屬于危險廢物”，由前述內容可知，攀鋼鈦業公司酸解泥渣屬于僅具有腐蝕性的危險廢物，在充分水洗處理后，不再具有危險特性，符合該條規定。綜合考慮酸解泥渣的成分、特性和實驗室小試結果，攀鋼鈦業公司擬采用的水洗處理技術基本可行。

但是在研究過程中也發現了一些問題，需在處理技術實際應用中進一步考慮：為確保洗滌效果達到要求，實際工藝過程中應對洗滌方式、用水量、洗滌時間、洗滌次數等條件進行充分優化；由于洗滌污水中含有一定量的Cr、Ni、Cu、As等重金屬，按照相關規定應在車間位置排口處建設重金屬處理設施，不宜將洗滌廢水直接排至污水處理廠處理。

3 結束語

文章在實驗的基礎上，對水洗法處理硫酸法生產鈦白粉過程中酸解泥渣的可行性進行研究，得出以下結論：攀鋼鈦業公司以本地鈦精礦為原料生產鈦白粉過程中產生的酸解泥渣主要的危險特性為強酸性（腐蝕性）。通過水洗技術可以有效的提高酸解泥渣的pH值和降低重金屬的浸出毒物，并且水洗次數越多變化越明顯，到達一定次數，參數變化趨于平緩。采用水洗處理方案來處理酸解泥渣是可行的，對鈦白行業酸解泥渣處理提供一定的指導。

參考文獻

[1]鄧捷.鈦白粉硫酸法與氯化法清潔生產比較[J].中國涂料工業雜志，2011， 26（12）： 14-16.

[2]GB5085.1-2007危險廢物鑒別標準-腐蝕性鑒別[S].

[3]GB5085.7-2007危險廢物鑒別標準-通則[S].

作者簡介：曹海波（1977.4-），男，大學，工程師。endprint