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                                                硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用膜分離設備

                                                2021-05-22 14:18:13 mojishu 45

                                                膜分離設備膜分離設備

                                                膜分離設備

                                                1.一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統,用于回用板框系統過濾和水洗產生的廢酸與白水,其特征在于,所述回用系統包括:

                                                廢酸處理系統,用于對一洗板框過濾產生的廢酸進行處理,得到一水硫酸亞鐵以及用于作為酸解系統的酸解酸和用于作為一洗板框水洗水的冷凝水;

                                                酸水處理系統,用于對一洗板框預洗產生的酸水進行過濾和分離處理,得到用于作為酸解浸取系統的補充水的第一清液和用于作為聚鐵系統原料的第一濃液;

                                                預洗白水處理系統,用于對一洗板框預洗產生的預洗白水進行過濾和分離處理,得到用于作為酸解浸取系統的補充水的第二清液和用于作為聚鐵系統原料的第二濃液;

                                                一洗白水處理系統,用于對一洗板框水洗產生的一洗白水進行過濾和分離處理,得到用于作為二洗板框的水洗水的第三清液和用于作為一洗板框的預洗水的第三濃液。

                                                2.根據權利要求1所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統,其特征在于,

                                                所述廢酸處理系統包括依次連接的預處理單元、煅燒尾氣單元、膜處理單元和蒸發單元;

                                                所述預處理單元用于去除所述一洗板框過濾產生的廢酸中的粉體,得到第四清液;

                                                所述煅燒尾氣單元用于對所述第四清液進行噴淋濃縮;

                                                所述膜處理單元用于對濃縮后的所述第四清液進行過濾處理,去除濃縮后的所述第四清液中的粉體和少量結晶硫酸亞鐵;

                                                所述蒸發單元用于對經過濾處理后的所述第四清液進行蒸發處理,得到一水硫酸亞鐵、用于作為酸解系統的酸解酸的70酸以及用于作為一洗板框的水洗水的冷凝水。

                                                3.根據權利要求2所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統,其特征在于,還包括:

                                                廢酸膜處理系統,用于對所述一洗板框產生的一部分廢酸進行粉體去除,得到用于作為聚鐵系統原料的清液。

                                                4.根據權利要求1所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統,其特征在于,

                                                所述酸水處理系統包括依次連接的酸水膜過濾單元和酸水膜分離單元,所述酸水膜過濾單元用于去除所述酸水中的粉體,所述酸水膜分離單元用于對去除粉體后的酸水清液進行離子分離,得到所述第一清液和所述第一濃液;

                                                所述預洗白水處理系統包括依次連接的預洗白水膜過濾單元和預洗白水膜分離單元,所述預洗白水膜過濾單元用于去除所述預洗白水中的粉體,所述預洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的預洗白水清液進行離子分離,得到所述第二清液和所述第二濃液;

                                                所述一洗白水處理系統包括依次連接的一洗白水膜過濾單元和一洗白水膜分離單元,所述一洗白水膜過濾單元用于去除所述一洗白水中的粉體,所述一洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的一洗白水清液進行離子分離,得到所述第三清液和所述第三濃液。

                                                5.一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法,其特征在于,包括:

                                                將一洗板框過濾產生的廢酸進行處理,得到一水硫酸亞鐵、70酸和冷凝水,并將所述70酸送入酸解系統作為所述酸解系統的酸解酸,將所述冷凝水送入一洗板框作為一洗板框水洗水;

                                                將一洗板框預洗產生的酸水進行過濾和分離處理,得到第一清液和第一濃液,并將所述第一清液送入酸解浸取系統作為所述酸解浸取系統的補充水,將所述第一濃液送入聚鐵系統制備聚鐵;

                                                將一洗板框預洗產生的預洗白水進行過濾和分離處理,得到第二清液和第二濃液,并將所述第二清液送入酸解浸取系統作為所述酸解浸取系統的補充水,將所述第二濃液送入聚鐵系統制備聚鐵;

                                                將一洗板框水洗產生的一洗白水進行過濾和分離處理,得到第三清液和第三濃液,并將所述第三清液送入二洗板框作為所述二洗板框的水洗水,將所述第三濃液送入所述一洗板框作為所述一洗板框的預洗水。

                                                6.根據權利要求5所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法,其特征在于,所述將一洗板框過濾產生的廢酸進行處理,得到一水硫酸亞鐵、70酸和冷凝水具體包括:

                                                將一洗板框過濾產生的廢酸進行預處理,去除所述廢酸中的粉體,得到第四清液,并將粉體返回一洗板框進行水洗;

                                                采用煅燒尾氣對所述第四清液進行噴淋濃縮;

                                                將噴淋濃縮后的所述第四清液進行過濾,去除濃縮后的第四清液中的粉體和少量結晶硫酸亞鐵;

                                                將過濾處理后的所述第四清液進行蒸發處理,得到70酸、一水硫酸亞鐵和冷凝水,并將所述70酸送入酸解浸取系統作為酸解工段的酸解酸,將所述冷凝水送入一洗板框作為水洗水補充水。

                                                7.根據權利要求6所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法,其特征在于,還包括:

                                                對所述一洗板框過濾產生的一部分廢酸進行固液分離,去除廢酸中的粉體,并將粉體返回一洗板框進行水洗;

                                                將產生的第五清液送入聚鐵系統制備聚鐵。

                                                8.根據權利要求5所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法,其特征在于,所述將一洗板框預洗產生的酸水進行過濾和分離處理,得到第一清液和第一濃液具體包括:

                                                將一洗板框預洗產生的酸水進行固液分離,去除酸水中的粉體,得到酸水清液;

                                                將固液分離產生的酸水清液進行離子分離,得到所述第一清液和所述第一濃液;

                                                所述將一洗板框預洗產生的預洗白水進行過濾和分離處理,得到第二清液和第二濃液具體包括:

                                                將一洗板框預洗產生的預洗白水進行固液分離,去除預洗白水中的粉體,得到預洗白水清液;

                                                將固液分離產生的預洗白水清液進行離子分離,得到所述第二清液和所述第二濃液;

                                                所述將一洗板框水洗產生的一洗白水進行過濾和分離處理,得到第三清液和第三濃液具體包括:

                                                將一洗板框水洗產生的一洗白水進行固液分離,去除一洗白水中的粉體,得到一洗白水清液;

                                                將固液分離產生的一洗白水清液進行離子分離,得到所述第三清液和所述第三濃液。

                                                9.根據權利要求8所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法,其特征在于,還包括:

                                                將所述酸水進行固液分離產生的粉體、所述預洗白水進行固液分離產生的粉體以及所述一洗白水進行固液分離產生的粉體返回一洗板框進行水洗。

                                                10.根據權利要求5所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法,其特征在于,

                                                所述第一清液中鐵離子含量小于5000ppm,所述第一濃液中鐵離子含量大于50000pm;

                                                所述第二清液中鐵離子含量小于500ppm,所述第二濃液中鐵離子含量大于50000pm;

                                                所述第三清液中的鐵離子含量小于2ppm。

                                                說明書

                                                一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法及系統

                                                技術領域

                                                本發明屬于鈦白粉生產技術領域,特別涉及一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法及系統。

                                                背景技術

                                                我國現階段生產鈦白粉主要采用的是硫酸法。硫酸法鈦白粉生產工藝技術成熟,設備簡單,對原料的要求也不太嚴格,但是其“三廢”的排放量大,治理費用高。尤其是偏鈦酸制備產生的廢酸(生產1噸鈦白粉產品,產生4~7t廢酸)和偏鈦酸制備完成后的凈化處理;并且傳統的水洗工序采用板框洗滌工藝,會產生大量的洗滌白水(生產1噸鈦白粉產品,產生20~30t白水),白水中主要含有偏鈦酸、硫酸和硫酸亞鐵。

                                                目前,對于白水的常規處理方式是中和處理后與全廠其他工段的廢水匯合后統一處理,造成大量的粉體產品流失,其中的硫酸和鐵也無法有效利用,而且會產生大量紅黃石膏。為了響應環境治理要求,同時提高企業競爭力,針對廢酸和白水的處理,鈦白粉行業內都迫切需要找到一種經濟有效的技術方案。

                                                發明內容

                                                本發明的目的是提供一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法及系統,可降低水洗過程粉體流失率以及水洗階段耗水,且整個工藝無酸性廢水排放。

                                                本發明提供的技術方案如下:

                                                一方面,提供了一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統,用于回用板框系統產生的廢酸與白水,所述回用系統包括:

                                                廢酸處理系統,用于對一洗板框過濾產生的廢酸進行處理,得到一水硫酸亞鐵以及用于作為酸解系統的酸解酸和用于作為一洗板框水洗水的冷凝水;

                                                酸水處理系統,用于對一洗板框預洗產生的酸水進行過濾和分離處理,得到用于作為酸解浸取系統的補充水的第一清液和用于作為聚鐵系統原料的第一濃液;

                                                預洗白水處理系統,用于對一洗板框預洗產生的預洗白水進行過濾和分離處理,得到用于作為酸解浸取系統的補充水的第二清液和用于作為聚鐵系統原料的第二濃液;

                                                一洗白水處理系統,用于對一洗板框水洗產生的一洗白水進行過濾和分離處理,得到用于作為二洗板框的水洗水的第三清液和用于作為一洗板框的預洗水的第三濃液。

                                                進一步地,所述廢酸處理系統包括依次連接的預處理單元、煅燒尾氣單元、膜處理單元和蒸發單元;

                                                所述預處理單元用于去除所述一洗板框過濾產生的廢酸中的粉體,得到第四清液;

                                                所述煅燒尾氣單元用于對所述第四清液進行噴淋濃縮;

                                                所述膜處理單元用于對濃縮后的所述第四清液進行過濾處理,去除濃縮后的所述第四清液中的粉體和少量結晶硫酸亞鐵;

                                                所述蒸發單元用于對經過濾處理后的所述第四清液進行蒸發處理,得到一水硫酸亞鐵、用于作為酸解系統的酸解酸的70酸以及用于作為一洗板框的水洗水的冷凝水。

                                                進一步地,還包括:

                                                廢酸膜處理系統,用于對所述一洗板框產生的一部分廢酸進行粉體去除,得到用于作為聚鐵系統原料的清液。

                                                進一步地,所述酸水處理系統包括依次連接的酸水膜過濾單元和酸水膜分離單元,所述酸水膜過濾單元用于去除所述酸水中的粉體,所述酸水膜分離單元用于對去除粉體后的酸水清液進行離子分離,得到所述第一清液和所述第一濃液;

                                                所述預洗白水處理系統包括依次連接的預洗白水膜過濾單元和預洗白水膜分離單元,所述預洗白水膜過濾單元用于去除所述預洗白水中的粉體,所述預洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的預洗白水清液進行離子分離,得到所述第二清液和所述第二濃液;

                                                所述一洗白水處理系統包括依次連接的一洗白水膜過濾單元和一洗白水膜分離單元,所述一洗白水膜過濾單元用于去除所述一洗白水中的粉體,所述一洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的一洗白水清液進行離子分離,得到所述第三清液和所述第三濃液。

                                                另一方面,還提供一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法,包括:

                                                將一洗板框過濾產生的廢酸進行處理,得到一水硫酸亞鐵、70酸和冷凝水,并將所述70酸送入酸解系統作為所述酸解系統的酸解酸,將所述冷凝水返回一洗板框作為一洗板框水洗水;

                                                將一洗板框預洗產生的酸水進行過濾和分離處理,得到第一清液和第一濃液,并將所述第一清液送入酸解浸取系統作為所述酸解浸取系統的補充水,將所述第一濃液送入聚鐵系統制備聚鐵;

                                                將一洗板框預洗產生的預洗白水進行過濾和分離處理,得到第二清液和第二濃液,并將所述第二清液送入酸解浸取系統作為所述酸解浸取系統的補充水,將所述第二濃液送入聚鐵系統制備聚鐵;

                                                將一洗板框水洗產生的一洗白水進行過濾和分離處理,得到第三清液和第三濃液,并將所述第三清液送入二洗板框作為所述二洗板框的水洗水,將所述第三濃液送入所述一洗板框作為所述一洗板框的預洗水。

                                                進一步地,所述將一洗板框過濾產生的廢酸進行處理,得到一水硫酸亞鐵、70酸和冷凝水具體包括:

                                                將一洗板框過濾產生的廢酸進行預處理,去除所述廢酸中的粉體,得到第四清液,并將粉體返回一洗板框進行水洗;

                                                采用煅燒尾氣對所述第四清液進行噴淋濃縮;

                                                將噴淋濃縮后的所述第四清液進行過濾,去除濃縮后的第四清液中的粉體和少量結晶硫酸亞鐵;

                                                將過濾處理后的所述第四清液進行蒸發處理,得到70酸、一水硫酸亞鐵和冷凝水,并將所述70酸送入酸解浸取系統作為酸解工段的酸解酸,將所述冷凝水送入一洗板框作為水洗水補充水。

                                                進一步地,還包括:

                                                對所述一洗板框過濾產生的一部分廢酸進行固液分離,去除廢酸中的粉體,并將粉體返回一洗板框進行水洗;

                                                將產生的第五清液送入聚鐵系統制備聚鐵。

                                                進一步地,所述將一洗板框預洗產生的酸水進行過濾和分離處理,得到第一清液和第一濃液具體包括:

                                                將一洗板框預洗產生的酸水進行固液分離,去除酸水中的粉體,得到酸水清液;

                                                將固液分離產生的酸水清液進行離子分離,得到所述第一清液和所述第一濃液;

                                                所述將一洗板框預洗產生的預洗白水進行過濾和分離處理,得到第二清液和第二濃液具體包括:

                                                將一洗板框預洗產生的預洗白水進行固液分離,去除預洗白水中的粉體,得到預洗白水清液;

                                                將固液分離產生的預洗白水清液進行離子分離,得到所述第二清液和所述第二濃液;

                                                所述將一洗板框水洗產生的一洗白水進行過濾和分離處理,得到第三清液和第三濃液具體包括:

                                                將一洗板框水洗產生的一洗白水進行固液分離,去除一洗白水中的粉體,得到一洗白水清液;

                                                將固液分離產生的一洗白水清液進行離子分離,得到所述第三清液和所述第三濃液。

                                                進一步地,還包括:

                                                將所述廢酸進行固液分離產生的粉體、所述酸水進行固液分離產生的粉體、所述預洗白水進行固液分離產生的粉體以及所述一洗白水進行固液分離產生的粉體返回一洗板框進行水洗。

                                                進一步地,所述第一清液中鐵離子含量小于5000ppm,所述第一濃液中鐵離子含量大于50000pm;

                                                所述第二清液中鐵離子含量小于500ppm,所述第二濃液中鐵離子含量大于50000pm;

                                                所述第三清液中的鐵離子含量小于2ppm。

                                                通過本發明提供的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法及系統,能夠帶來以下有益效果:

                                                (1)為了提高鈦白粉回收率,降低水洗耗水,提高水洗水的循環利用率,本發明結合廢酸和白水的水質特點,開發了一種新型硫酸法鈦白粉的廢酸與白水回用方法及系統,通過廢酸處理系統、酸水處理系統、預洗白水處理系統和一洗白水處理系統分別對一洗板框產生的廢酸、酸水、預洗水和一洗白水進行處理,可截留廢酸和白水中的粉體,實現了水洗過程粉體產品零流失,并且產生的清液和濃液可回用于酸解工段和水洗工序等,無酸性廢水排放,無需中和處理,水洗階段耗水下降至7~10t/tTiO2(消耗的7~10t水/tTiO2,其中2~3t為外加脫鹽水,剩余部分為原酸解浸取系統的酸解浸取水);

                                                (2)系統內所有膜過濾單元和膜處理單元回收的粉體都回用至一洗板框進行水洗,可實現粉體的零排放;

                                                (3)本發明廢酸處理系統中煅燒尾氣單元完全利用鈦粉廠里的余熱進行廢酸濃縮,實現余熱的有效利用;

                                                (4)本發明廢酸處理系統中膜處理單元進一步去除煅燒尾氣濃縮后廢酸中的粉體和硫酸氧鈦,縮短蒸發單元的清洗周期;

                                                (5)本發明中增加了廢酸膜處理系統,可以使廢酸分為兩部分進行處理,增加了廢酸回用的效率;

                                                (6)本發明中廢酸處理后回用至酸解系統的70酸降低酸解系統98酸消耗量,98酸消耗由原先的3~4t/tTiO2降低至1~2t/tTiO2;

                                                (7)本發明中預洗產生的水分為酸水和預洗白水兩個部分,主要的目的是:①酸水和預洗白水中的硫酸氧鈦污染物的含量不一樣,區分兩者廢水是為了方便確定過濾設備和分離設備化洗周期,對酸水中硫酸氧鈦污染物較多的廢水可以實行一開一備的設備設計,提高化洗設備的使用周期;②酸水是由一洗板框分離廢酸后預洗得到的,此酸水的酸含量和鐵含量比預洗白水的高,且鐵離子的溶解度和酸含量成反向關系,酸含量越高鐵離子溶解度越低,對于膜分離單元來說分開處理比混合處理可以得到更高的回收率;

                                                (8)本發明中酸水、預洗白水和一洗白水分開處理是為了維持系統內的酸平衡,由于鈦白粉水洗合格料的酸度要求不高于3%(合格料酸度高于3%降低鈦白粉品質和提高煅燒難度),所以酸水和預洗白水經前期預洗帶出的酸不能回用作為水洗水補充水,直接經膜分離處理后進入酸解浸取系統和聚鐵系統,而系統經預洗酸度降下來后板框水洗產生的一洗白水可以經處理后繼續回用作為水洗水補充水;

                                                (9)本發明中酸水和預洗白水經處理后產生的清液進入酸解浸取系統,從而使酸解浸取系統無需額外加酸來抑制酸解料的水解(物料先進行酸解再進行酸解浸取,原酸解浸取水指的是廠里的反滲透濃水)。

                                                附圖說明

                                                下面將以明確易懂的方式,結合附圖說明優選實施方式,對一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法及系統的上述特性、技術特征、優點及其實現方式予以進一步說明。

                                                圖1是本發明一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統的示意圖;

                                                圖2是本發明一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法的流程示意圖。

                                                具體實施方式

                                                為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對照附圖說明本發明的具體實施方式。顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖,并獲得其他的實施方式。

                                                為使圖面簡潔,各圖中只示意性地表示出了與本發明相關的部分,它們并不代表其作為產品的實際結構。另外,以使圖面簡潔便于理解,在有些圖中具有相同結構或功能的部件,僅示意性地繪示了其中的一個,或僅標出了其中的一個。在本文中,“一個”不僅表示“僅此一個”,也可以表示“多于一個”的情形。

                                                還應當進一步理解,在本申請說明書和所附權利要求書中使用的術語“和/或”是指相關聯列出的項中的一個或多個的任何組合以及所有可能組合,并且包括這些組合。

                                                在本文中,需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

                                                另外,在本申請的描述中,術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述,而不能理解為指示或暗示相對重要性。

                                                本發明提供一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統的具體實施例,如圖1所示,包括廢酸處理系統、酸水處理系統、預洗白水處理系統和一洗白水處理系統,廢酸處理系統包括依次連接的預處理單元、煅燒尾氣單元、膜處理單元和蒸發單元,用于對一洗板框過濾產生的廢酸進行處理,得到一水硫酸亞鐵、用于作為酸解系統的酸解酸和用于作為一洗板框水洗水的冷凝水。

                                                酸水處理系統包括依次連接的酸水膜過濾單元和酸水膜分離單元,用于對一洗板框預洗產生的酸水進行過濾和分離處理,得到用于作為酸解浸取系統的補充水的第一清液和用于作為聚鐵系統原料的第一濃液。

                                                預洗白水處理系統包括依次連接的預洗白水膜過濾單元和預洗白水膜分離單元,用于對一洗板框預洗產生的預洗白水進行過濾和分離處理,得到用于作為酸解浸取系統的補充水的第二清液和用于作為聚鐵系統原料的第二濃液。

                                                一洗白水處理系統包括依次連接的一洗白水膜過濾單元和一洗白水膜分離單元,用于對一洗板框水洗產生的一洗白水進行過濾和分離處理,得到用于作為二洗板框的水洗水的第三清液和用于作為一洗板框的預洗水的第三濃液。

                                                具體地,硫酸法鈦白粉生產工藝主要包括酸解、水解、水洗和后處理等工序,本發明的回用系統主要回收利用板框系統對偏鈦酸制備完成后的水解料進行過濾和水洗時產生的廢酸和白水。水洗原理是利用偏鈦酸不溶于水的特性,通過過濾將偏鈦酸進行攔截,再用水進行漿料洗滌。

                                                在水洗工序中會產生大量的廢酸和白水,廢酸和白水中主要含有游離硫酸、偏鈦酸粉體和硫酸亞鐵等,粉體流失嚴重的同時,造成嚴重的環境污染問題。

                                                水解料經一洗板框過濾后會產生廢酸,經一洗板框預洗后會產生酸水和預洗白水,經一洗板框水洗后會產生一洗白水。廢酸處理系統主要用于對一洗板框過濾產生的廢酸進行處理,以得到一水硫酸亞鐵和一定酸度的酸,該酸可作為酸解系統的酸解酸進行回用,其中,酸解系統為硫酸法鈦白粉生產工序中的酸解工段。

                                                廢酸處理系統中的預處理單元用于去除一洗板框過濾產生的廢酸中的粉體,得到第四清液;煅燒尾氣單元用于對第四清液進行噴淋濃縮;膜處理單元用于對濃縮后的第四清液進行過濾處理,去除濃縮后的第四清液中的粉體和少量結晶硫酸亞鐵;蒸發單元用于對經過濾處理后的第四清液進行蒸發處理,得到一水硫酸亞鐵、用于作為酸解系統的酸解酸的70酸以及用于作為一洗板框的水洗水的冷凝水。

                                                偏鈦酸制備完成后得到水解料,水解料經一洗板框過濾后產生廢酸,廢酸進入預處理單元去除粉體后,清液進入煅燒尾氣單元,經煅燒尾氣噴淋直接換熱濃縮至硫酸酸度30%后,進入膜處理單元去除廢酸中的固體污染物,隨后進入蒸發單元,廢酸在蒸發單元中濃縮至硫酸酸度為70%的70酸,蒸發單元產生的70酸可作為酸解工段的酸解酸,在作為酸解工段的酸解酸時,蒸發單元產生的70酸需和從外界加入的98酸混合成87酸,然后進入酸解工段,作為酸解工段的酸解酸。蒸發單元產生的一水硫酸亞鐵可以直接售賣或作為聚鐵生產的鐵源;蒸發單元產生的冷凝水可返回給一洗板框,做預洗水和一洗水的補充水。

                                                由于一洗板框過濾產生的廢酸較多,如將廢酸全部經過廢酸處理系統處理得到70酸,則70酸的產出量遠大于酸解工段所需的酸解酸,因此,本發明的回收系統還包括廢酸膜處理系統,一洗板框過濾產生的廢酸一部分送入廢酸處理系統進行處理,另一部分送入廢酸膜處理系統進行過濾處理,去除粉體后的清液進入聚鐵系統做聚鐵。

                                                酸水處理系統主要用于對一洗板框產生的酸水進行過濾和分離處理,酸水處理系統中的酸水膜過濾單元用于去除酸水中的粉體,酸水膜分離單元用于對去除粉體后的酸水清液進行離子分離,攔截酸水清液中的硫酸亞鐵,得到第一清液和第一濃液,第一清液可作為酸解浸取系統的補充水,回用至酸解工段替換酸解浸取系統的反滲透濃水;第一濃液可去聚鐵系統做聚鐵。

                                                預洗白水處理系統主要用于對一洗板框產生的預洗白水進行過濾和分離處理,預洗白水處理系統中的預洗白水膜過濾單元用于去除預洗白水中的粉體,預洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的預洗白水清液進行離子分離,得到第二清液和第二濃液,第二清液可作為酸解浸取系統的補充水,回用至酸解工段以替換酸解浸取系統的反滲透濃水;第二濃液可去聚鐵系統做聚鐵。

                                                一洗白水處理系統主要用于對一洗板框產生的一洗白水進行過濾和分離處理,一洗白水處理系統中的一洗白水膜過濾單元用于去除一洗白水中的粉體,一洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的一洗白水清液進行離子分離,得到第三清液和第三濃液,第三清液可收集起來引入二洗水緩沖罐,補充少量脫鹽水后作為二洗水循環使用,第三濃液可作為水解料在一洗板框中的第一次預洗水。

                                                在采用硫酸法生產鈦白粉時,使用本發明的回用系統后,水解料經一洗板框過濾產生廢酸后,先用一洗白水處理系統產生的第三濃液對一洗板框進行預洗,預洗時會產生酸水進入酸水處理系統進行過濾和分離處理,經第三濃液預洗后的一洗板框,再用原酸解工段浸取水預洗,此時會產生預洗白水進入預洗白水處理系統進行過濾和分離處理,最后采用脫鹽水洗滌板框產生的一洗白水進入一洗白水處理系統進行過濾和分離處理。

                                                通過廢酸處理系統、酸水處理系統、預洗白水處理系統和一洗白水處理系統分別對一洗板框產生的廢酸、酸水、預洗水和一洗白水進行處理,可截留廢酸和白水中的粉體,降低粉體產品流失,提高鈦白粉回收率,并且產生的清液和濃液可回用于酸解工段和水洗工序,或作為聚鐵原料,使得水洗工序的水洗耗水降低至7~10t/tTiO2(生產1噸TiO2的水洗耗水為7~10噸),以提高水洗水的循環利用率,且整個工藝過程無酸性廢水排放,無需中和處理,也不會對環境造成污染。

                                                本實施例中,預處理單元、膜處理單元和膜過濾單元主要用于攔截固體實現固液分離,膜分離單元主要用于攔截硫酸亞鐵離子。

                                                采用本實施例的回用系統后,硫酸法鈦白粉生產工藝中,一洗板框的預洗水主要來自三部分:蒸發單元產生的冷凝水、一洗白水處理系統產生的第三濃液和酸解工段的浸取水。

                                                酸解工段的酸解酸來自兩部分:蒸發單元產生的70酸、系統外補充的98酸。

                                                酸解浸取系統的補充水來自兩部分:酸水處理系統產生的第一清液、預洗白水處理系統產生的第二清液。

                                                聚鐵系統所需的原料來自三部分:廢酸膜處理系統產生的清液、酸水處理系統產生的第一濃液、預洗白水處理系統產生的第二濃液。

                                                本實施例中的預處理單元、膜處理單元和膜過濾單元對粉體有超高截留率,系統粉體流失率為0%。

                                                酸水膜分離單元的酸水回收率大于20%(酸水膜分離單元產生的第一清液比酸水膜過濾單元清液大于20%),產出第一清液中鐵離子含量<5000ppm,產出第一濃液中鐵離子>50000ppm。

                                                預洗白水膜分離單元的預洗白水回收率大于80%(預洗白水膜分離單元產生的第二清液比預洗白水膜過濾單元清液大于80%),產出第二清液中鐵離子含量<500ppm,產出第二濃液中鐵離子>50000ppm。

                                                一洗白水膜分離單元的一洗白水回收率大于80%(一洗白水膜分離單元產生的第三清液比一洗白水膜過濾單元清液大于80%),產出第三清液中鐵離子含量<2ppm。

                                                板框洗滌系統分為兩部分,一洗板框系統和二洗板框系統,其中二洗板框系統產出洗水套用于一洗板框系統;一洗板框系統產水經過膜過濾和膜分離單元處理后,所得清水套用于二洗板框系統。

                                                板框洗滌與一洗白水膜分離水循環系統內的硫酸濃度為1%~3%。

                                                全系統酸解浸取水消耗量小于7t/tTiO2,即產生1噸TiO2,全系統水洗消耗的浸取水消耗量小于7噸。

                                                全系統新鮮脫鹽水消耗量小于2.5t/tTiO2。

                                                全系統外排物料為一水硫酸亞鐵,一水硫酸亞鐵排放量小于1t/tTiO2,其中一水硫酸亞鐵濃度大于80%。

                                                本發明還提供一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統的回用方法的具體實施例,如圖2所示,包括:

                                                將一洗板框過濾產生的廢酸進行處理,得到一水硫酸亞鐵和70酸和冷凝水,并將70酸送入酸解系統作為酸解系統的酸解酸,將冷凝水送入一洗板框作為一洗板框水洗水;

                                                將一洗板框預洗產生的酸水進行過濾和分離處理,得到第一清液和第一濃液,并將第一清液送入酸解浸取系統作為酸解浸取系統的補充水,將第一濃液送入聚鐵系統制備聚鐵;

                                                將一洗板框預洗產生的預洗白水進行過濾和分離處理,得到第二清液和第二濃液,并將第二清液送入酸解浸取系統作為酸解浸取系統的補充水,將第二濃液送入聚鐵系統制備聚鐵;

                                                將一洗板框水洗產生的一洗白水進行過濾和分離處理,得到第三清液和第三濃液,并將第三清液送入二洗板框作為二洗板框的水洗水,將第三濃液送入一洗板框作為一洗板框的預洗水,預洗水指包括預洗產生酸水和預洗白水的那部分水。

                                                本實施例中,上述各個步驟之間的先后順序可根據實際處理邏輯進行互換,上述步驟的撰寫順序并不構成對各步驟的先后順序的限定。

                                                其中,將一洗板框過濾產生的廢酸進行處理,得到一水硫酸亞鐵、70酸和冷凝水具體包括:

                                                將一洗板框過濾產生的廢酸進行預處理,去除廢酸中的粉體,得到第四清液,將截留的粉體送入一洗板框繼續水洗;

                                                采用煅燒尾氣對第四清液進行噴淋濃縮;

                                                將噴淋濃縮后的第四清液進行過濾,去除濃縮后的第四清液中的粉體和少量結晶硫酸亞鐵;

                                                將過濾處理后的第四清液進行蒸發處理,得到70酸和一水硫酸亞鐵,并將70酸送入酸解系統作為酸解工段的酸解酸,將蒸發處理產生的冷凝水送入一洗板框作為預洗水和一洗水的補充水。

                                                其中,還包括:

                                                對一洗板框過濾產生的一部分廢酸進行固液分離,去除廢酸中的粉體,并將粉體返回一洗板框進行水洗;

                                                將產生的第五清液送入聚鐵系統制備聚鐵。

                                                其中,將一洗板框預洗產生的酸水進行過濾和分離處理,得到第一清液和第一濃液具體包括:

                                                將一洗板框預洗產生的酸水進行固液分離,去除酸水中的粉體,得到酸水清液;

                                                將固液分離產生的酸水清液進行離子分離,得到第一清液和第一濃液;

                                                將一洗板框預洗產生的預洗白水進行過濾和分離處理,得到第二清液和第二濃液具體包括:

                                                將一洗板框預洗產生的預洗白水進行固液分離,去除預洗白水中的粉體,得到預洗白水清液;

                                                將固液分離產生的預洗白水清液進行離子分離,得到第二清液和第二濃液;

                                                將一洗板框水洗產生的一洗白水進行過濾和分離處理,得到第三清液和第三濃液具體包括:

                                                將一洗板框水洗產生的一洗白水進行固液分離,去除一洗白水中的粉體,得到一洗白水清液;

                                                將固液分離產生的一洗白水清液進行離子分離,得到第三清液和第三濃液。

                                                酸水進行固液分離產生的粉體、預洗白水進行固液分離產生的粉體以及一洗白水進行固液分離產生的粉體均返回一洗板框繼續進行水洗。

                                                具體地,硫酸法鈦白粉生產工藝,采用外加晶種水解方式制備偏鈦酸。

                                                水解料經一洗板框過濾后產生的廢酸中的約85%進入廢酸處理系統,經過預處理單元、煅燒尾氣單元、膜處理單元和蒸發單元處理后,廢酸處理系統產生約7%(占85%廢酸的比例)的粉體漿料、約34%的70酸、約43%的冷凝水、約16%的硫酸亞鐵。

                                                水解料經一洗板框過濾后產生的廢酸中的約15%進入廢酸膜處理系統,經廢酸膜處理系統處理后,產生約7%的粉體漿料和約93%的清液。

                                                一洗板框預洗產生的酸水進入酸水處理系統,經過膜過濾單元、膜分離單元處理后,膜過濾單元產生約3%的粉體漿料,膜分離單元產生約22%的第一清液和約75%的第一濃液。

                                                一洗板框預洗產生的預洗白水進入預洗白水處理系統,經過膜過濾單元、膜分離單元的處理后,膜過濾單元產生約2%的粉體漿料,膜分離單元產生約81%的第二清液和約17%的第二濃液。

                                                一洗板框水洗產生的一洗白水進入一洗白水處理系統,經過膜過濾單元、膜分離單元的處理后,膜過濾單元產生約1%的粉體漿料,膜分離單元產生約88%的第三清液和約11%的第三濃液。 


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