關于硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝中廢水處理的研究

＊崔艷 曹波

（山東道恩鈦業(yè)有限公司 山東 265700）

關于硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝中廢水處理的研究

＊崔艷 曹波

（山東道恩鈦業(yè)有限公司 山東 265700）

硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝中會涵蓋了酸解、水解及水洗等多道工序，而這些工序中會產(chǎn)生大量的廢酸及酸性廢水，如若處理不當將會對環(huán)境造成嚴重影響。本文分析了該工藝廢水的水質成分，并提出了針對性的處理方法，最終使得廢水能夠達標排放。

硫酸法；鈦白粉；廢水處理

1.硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝

目前我國鈦白粉生產(chǎn)主要采用硫酸法工藝，主要包括了酸解、沉降、結晶、過濾、濃縮、水解、水洗、漂白、煅燒等多道工序。具體一點來說，粉碎的鈦鐵礦（主要成分FeTiO3）進入到酸解槽中，在硫酸的作用下，大多數(shù)礦粉被分解，形成可溶性的硫酸鹽混合溶液，酸解完成之后進入沉降槽。在沉降槽加入一定量的沉降劑，使得溶液中的懸浮物以及Al、Si等易形成膠體的物質沉降分離，上層清液進入到結晶工序冷卻結晶，下層濁液進入圓盤過濾機固液分離。冷卻后的上層清液得到FeSO4·7H2O晶體和鈦液兩相混合物，再經(jīng)過過濾、濃縮工序就能夠得到純凈的高濃度鈦液。高濃度鈦液在酸性環(huán)境下加熱水解，經(jīng)過一次掛片、水洗、漂白、二次掛片、二次水洗等工序之后，最終得到高濃度的偏鈦酸（化學式為TiO2·H2O）料漿，最后進入回轉爐煅燒后去研磨機粉碎包裝即可得到高純度的鈦白粉。圖一為硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程圖

圖一 硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程圖

2.廢水的來源及水質分析

(1)廢水來源

通過上述硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝流程圖可以很清晰地看到，整套裝置系統(tǒng)的廢酸和酸性廢水主要來自于水洗工序，而這些廢水的源頭是酸解、水解、水洗和漂白等工序中加入的水或硫酸。為了洗凈偏鈦酸料漿中所附著的金屬離子及可溶物，需要加入大量水對料漿進行洗滌，并且洗滌水中的離子濃度達到相關工藝標準之后才能夠進入到下道工序之中，這就導致水洗工序需要特別大的洗水量，具體來說，年產(chǎn)1萬噸/年的鈦白粉廠，每天的水洗廢水量高達5000m3左右。

(2)水質分析

硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水主要含有大量的H+和SO42-以及礦粉中帶入的Fe2+、Ti3+、Cr2+、Mg2+等金屬離子，其中水解之后的母液中含有大量質量濃度約為22%的稀硫酸，少量FeSO4和TiOSO4等。一次、二次水洗廢水來自于偏鈦酸料漿中附著的硫酸和其他離子以及漂白過程中加入的硫酸等，主要組成為濃度為0.5-3%的硫酸以及FeSO4。由于廢水中存在大量H+，廢水通常顯酸性，pH值約為1-3左右，且色度值偏高，對環(huán)境污染較為嚴重。根據(jù)《山東省半島流域水污染物綜合排放標準-修改單》中“一級標準A”的規(guī)定來看，廢水排放的pH值范圍6-9，懸浮物(SS)含量低于20mg/L，化學需氧量（COD）低于50mg/L。表一為某鈦白粉廠廢水水質情況表。

表一 鈦白粉廢水水質情況表

3.廢水處理技術及效果

硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝的廢水主要分為水解母液中濃度為22%左右廢酸以及濃度為0.5-3%的酸性廢水兩部分，二者的成分差異性比較明顯，需要進行分類處理。

(1)水解母液廢酸的處理

水解母液中的廢酸含量大量的稀硫酸，可以采用熟石灰對其進行酸堿中和處理，并回收得到的副產(chǎn)物硫酸鈣，經(jīng)過濾、洗滌之后得硫酸鈣的水合物（俗稱石膏），可供建筑行業(yè)使用。

(2)混合酸性廢水的處理

硫酸法鈦白粉廠目前處理廢水的主要方法為“中和+曝氣”，來自系統(tǒng)一洗、二洗以及水解過程中產(chǎn)生的酸性廢水首先經(jīng)過斜板沉淀槽進行自然沉降，上層清液溢流至緩沖池，同時酸解尾氣噴淋廢水以及地面沖洗水也一起進入緩沖池。上述酸性廢液進入污控車間緩沖池后，通過調節(jié)酸度，然后用耐酸泵送入污控車間一級中和桶，用灰石漿液調節(jié)PH值3.5～4.5，再進入二級中和桶，用電石渣及石灰漿液調節(jié)PH值7～9。當中和桶中的PH值調節(jié)合格后，用泵送入污控車間一次板框壓濾機，進行固液分離，分離后的固體（鈦石膏）用車運往堆場，液體則進入曝氣池，并用壓縮空氣對其進行曝氣處理，降低廢水中的COD含量。曝氣后的液體用泵送入二次板框壓濾機，進行固液分離，分離后的固體加水打漿后進入二級中和桶，液體經(jīng)檢測滿足《山東省半島流域水污染物綜合排放標準》之后再進行外排。表二為鈦白粉廢水處理前后水質情況對比表。

表二 鈦白粉廢水處理前后水質情況對比表

4、結束語

我國鈦白粉生產(chǎn)主要采用硫酸法工藝，該工藝中的酸解、水解及水洗等多道工序，而這些工序中會產(chǎn)生大量的廢酸及酸性廢水，而這些廢水通常選用“酸堿中和+曝氣”的方法來進行處理，污染物去除率相對穩(wěn)定，并最終廢水能夠達標排放。

[1]黃帥．硫酸法鈦白粉生產(chǎn)廢水處理工藝研究[J]．廣東農業(yè)科學,2009（07）．

(責任編輯 王恒)

Study On The Treatment Of Wastewater In The Production Process Of Titanium Dioxide By Sulfuric Acid Process

Cui Yan Cao Bo
SHANDONG DAWN TITANIUM INDUSTRY CO.,LTD. ， Shandong 265700

The production process of titanium dioxide by sulfuric acid includes acid hydrolysis, hydrolysis and water washing and other processes.And these processes will produce a large number of waste acid and acid wastewater，If not handled properly.This paper analyzes the water quality components of the wastewater, and puts forward the targeted treatment method, which eventually makes the wastewater discharge up to standard.

Sulfuric acid method；Titanium dioxide；waste water treatment

T

A

崔艷（1985～），女，山東道恩鈦業(yè)有限公司；研究方向：鈦白粉技術與環(huán)保工作。