專利名稱：一種鈦白廢酸高值高效利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工業(yè)廢酸處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了硫酸法鈦白粉廢酸處理中一種高值高效利用裝置。
技術(shù)背景目前，我國鈦白粉生產(chǎn)主要以硫酸法為主，硫酸法具有原料來源充足、工藝成熟、操作簡單、產(chǎn)品品種齊全等優(yōu)點，但也存在流程長、操作復(fù)雜、“三廢”排放多等缺點，尤其是廢酸排放量大。采用硫酸法每生產(chǎn)It鈦白粉會產(chǎn)生ω (H2S04)20%左右的廢酸6_8t，這種廢酸含有硫酸，具有酸性，含有硫酸亞鐵，具有還原性，硫酸亞鐵在水中水解又產(chǎn)生新酸而使酸性更強(qiáng)。若將這些廢酸不經(jīng)處理直接排放，不僅會對環(huán)境造成污染，還浪費資源。目前，鈦白粉行業(yè)大量的廢酸處理方式一是中和處理達(dá)標(biāo)排放。中和處理不僅浪費了硫資源，還需消耗大量的石灰資源，中和成的石膏還需占有大量土地堆存，同樣還要產(chǎn)生大量的污水；處理的人工費用、電費、設(shè)備費用等高的驚人，大大增加了鈦白的生產(chǎn)成本。二是廢酸濃縮后回用。廢酸濃縮除需消耗大量能源，運行成本高外，還存在投資高，濃縮加熱器結(jié)垢嚴(yán)重，運行周期短，清理時間長，費時費錢費人工。以上原因?qū)е麓蟛糠肘伆灼髽I(yè)廢酸處理裝置沒有從真正意義上做到經(jīng)濟(jì)的廢酸處理、回用和真正意義上的工業(yè)化。因此，選擇一種什么樣的裝置來處理這些廢酸，經(jīng)濟(jì)合理地回收其中有價值成份，實現(xiàn)其高值高效利用已成為硫酸法鈦白粉企業(yè)的一個重要技術(shù)難題，也是困擾鈦白工業(yè)發(fā)展的重大環(huán)境瓶頸。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的，是為了提供一種結(jié)構(gòu)簡單、投資小、運行成本低、能夠?qū)崿F(xiàn)長周期連續(xù)運轉(zhuǎn)的鈦白廢酸高值高效利用裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種鈦白廢酸高值高效利用裝置，一種鈦白廢酸高值高效利用裝置，包括硫酸混配裝置、混酸凈化裝置和凈化酸利用裝置三部分，所述硫酸混配裝置包括通過管道依次連接的廢酸預(yù)處理槽、廢酸泵、混酸槽和混酸泵，所述混酸凈化裝置包括通過管道依次連接的酸冷卻器、熟化槽、壓濾酸泵和壓濾機(jī)，所述凈化酸利用裝置包括通過管道依次連接的凈化酸貯槽、濕法磷酸制磷酸鹽裝置和石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置，所述酸冷卻器與混酸泵通過管道連接，所述凈化酸貯槽通過管道與壓濾機(jī)連接，所述凈化酸利用裝置還包括與壓濾機(jī)通過管道連接的硫鐵礦制酸裝置。所述廢酸預(yù)處理槽設(shè)有磷酸進(jìn)口，混酸槽、熟化槽設(shè)有機(jī)械攪拌裝置。酸冷卻器為高效的豎立式石墨換熱器，以海水為冷卻介質(zhì)。所述壓濾機(jī)是隔膜壓濾機(jī)或板框壓濾機(jī)。硫酸混配裝置由廢酸預(yù)處理槽、廢酸泵、混酸槽構(gòu)成，所述的廢酸預(yù)處理槽設(shè)有廢酸進(jìn)口、磷酸進(jìn)口和廢酸出口，所述的混酸槽設(shè)有機(jī)械攪拌裝置、廢酸進(jìn)口、濃硫酸進(jìn)口、混配酸出口，所述的廢酸泵通過管道將廢酸預(yù)處理槽廢酸出口和混酸槽廢酸進(jìn)口相連；所述的混酸凈化裝置由酸冷卻器、循環(huán)酸泵、熟化槽、壓濾酸泵、壓濾機(jī)構(gòu)成，所述酸冷卻器為高效的大孔徑豎立式石墨換熱器，為節(jié)約淡水，可以海水為冷卻介質(zhì)，所述熟化槽為兩個，均設(shè)有機(jī)械攪拌裝置、冷卻酸進(jìn)口和熟化酸出口，通過管道并聯(lián)連接，所述壓濾機(jī)為隔膜壓濾機(jī)或板框壓濾機(jī)，所述壓濾酸泵通過管道將熟化槽熟化酸出口和壓濾機(jī)壓濾酸進(jìn)口相連；所述的凈化酸利用裝置由凈化酸貯槽、濕法磷酸制磷酸鹽裝置、副產(chǎn)磷鈦石膏制硫酸和水泥裝置、硫鐵礦制硫酸裝置構(gòu)成，所述的凈化酸貯槽設(shè)有進(jìn)口和出口，出口通過管道連接濕法磷酸萃取槽，所述濕法磷酸制磷酸鹽裝置、副產(chǎn)磷鈦石膏制硫酸和水泥裝置、硫鐵礦制硫酸裝置均為公知裝置，不在贅述。本實用新型的有益效果是采用上述結(jié)構(gòu)后，實現(xiàn)ω (H2SO4) 20%左右鈦白廢酸經(jīng)預(yù)處理、與濃硫酸混配、冷卻、熟化、固液分離等工藝過程，得到ω (H2SO4)64%左右的凈化酸，用來萃取濕法磷酸，磷酸用來生產(chǎn)磷酸鹽，副產(chǎn)磷鈦石膏用來制硫酸和水泥，濾渣進(jìn)入硫鐵礦制酸系統(tǒng)進(jìn)行摻燒制硫酸，經(jīng)參數(shù)調(diào)整、操作優(yōu)化可消除資源化利用過程中副產(chǎn)品對下游產(chǎn)品的影響，實現(xiàn)了鈦白廢酸的高效高值利用，解決了鈦白廢酸和磷鈦石膏污染排放的世界性難題，具有很好的推廣應(yīng)用前景。

圖I是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。其中I-廢酸預(yù)處理槽，2-廢酸泵，3-混酸槽，4-循環(huán)酸泵，5-酸冷卻器，6-熟化槽，7-壓濾酸泵，8-硫鐵礦制酸裝置，9-壓濾機(jī)，10-凈化酸貯槽，11-濕法磷酸制磷酸鹽裝置，12-石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置，20-混酸制備裝置，21-混酸處理裝置，22-凈化酸利用裝置。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明
具體實施方式
結(jié)合圖I對本實用新型作進(jìn)一步說明。圖中是廢酸預(yù)處理槽I，廢酸預(yù)處理槽I出口與廢酸泵2進(jìn)口連接，廢酸泵2出口通過管道與混酸槽3進(jìn)口連接，該混酸槽設(shè)有機(jī)械攪拌裝置，混酸槽3出口連接混酸泵4，混酸泵4出口通過管道連接酸冷卻器5底端進(jìn)口，酸冷卻器5頂端出口分支，通過管道一部分連接混酸泵4進(jìn)口，一部分并聯(lián)連接熟化槽6，該熟化槽6設(shè)有機(jī)械攪拌裝置，熟化槽6出口并聯(lián)連接壓濾酸泵7進(jìn)口，壓濾酸泵7出口通過管道連接壓濾機(jī)9進(jìn)口，壓濾機(jī)9下設(shè)有濾渣儲槽，定期將濾渣運往硫鐵礦制酸裝置8摻燒，壓濾機(jī)9出口通過管道連接凈化酸貯槽10，凈化酸貯槽10出口通過管道連接濕法磷酸制磷酸鹽裝置11，濕法磷酸制磷酸鹽裝置11副產(chǎn)磷鈦石膏去石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置12，石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置12和硫鐵礦制酸裝置8所產(chǎn)硫酸部分返回混酸槽3，部分去鈦白粉生產(chǎn)，磷酸鹽和水泥外售。本實用新型工作時，進(jìn)入廢酸預(yù)處理槽I的澄清廢酸濃度為ω (H2SO4) 20%左右，廢酸與磷酸反應(yīng)生成磷酸鈦沉淀。預(yù)處理后廢酸與ω (H2SO4) 98%或ω (H2SO4) 93%濃硫酸在混酸槽3中攪拌混配成ω (H2SO4) 64%左右，經(jīng)酸冷卻器5冷卻后有大量膠體化合物、FeSO4和偏鈦酸(H2TiO3)結(jié)晶析出，并在熟化槽6進(jìn)一步培養(yǎng)晶體長大。熟化后混酸通過壓濾機(jī)9 固液分離，凈化酸控制指標(biāo)為 ω (H2SO4) = (64±1)%、ω (FeSO4) ^ I. 0%, ω (TiOSO4)(O. 3%，此凈化酸用于萃取磷酸制磷酸鹽、萃取率> 97%，副產(chǎn)磷鈦石膏用于制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥，濾渣(主要成分為FeSO4 · H2O)進(jìn)入硫鐵礦制酸系統(tǒng)進(jìn)行摻燒制硫酸。 ·
權(quán)利要求1.一種鈦白廢酸高值高效利用裝置，其特征在于包括硫酸混配裝置、混酸凈化裝置和凈化酸利用裝置三部分，所述硫酸混配裝置包括通過管道依次連接的廢酸預(yù)處理槽、廢酸泵、混酸槽和混酸泵，所述混酸凈化裝置包括通過管道依次連接的酸冷卻器、熟化槽、壓濾酸泵和壓濾機(jī)，所述凈化酸利用裝置包括通過管道依次連接的凈化酸貯槽、濕法磷酸制磷酸鹽裝置和石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置，所述酸冷卻器與混酸泵通過管道連接，所述凈化酸貯槽通過管道與壓濾機(jī)連接，所述凈化酸利用裝置還包括與壓濾機(jī)通過管道連接的硫鐵礦制酸裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鈦白廢酸高值高效利用裝置，其特征在于所述廢酸預(yù)處理槽設(shè)有磷酸進(jìn)口，混酸槽、熟化槽設(shè)有機(jī)械攪拌裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鈦白廢酸高值高效利用裝置，其特征在于酸冷卻器為高效的豎立式石墨換熱器，以海水為冷卻介質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鈦白廢酸高值高效利用裝置，其特征在于所述壓濾機(jī)是隔膜壓濾機(jī)或板框壓濾機(jī)。
專利摘要本實用新型提供了一種鈦白廢酸高值高效利用裝置，是由硫酸混配、混酸凈化、凈化酸利用三部分組成，所述的硫酸混配裝置由廢酸預(yù)處理槽、廢酸泵、混酸槽構(gòu)成；所述的混酸凈化裝置由酸冷卻器、循環(huán)酸泵、熟化槽、壓濾酸泵、壓濾機(jī)構(gòu)成；凈化酸利用裝置由凈化酸貯槽、濕法磷酸制磷酸鹽裝置、副產(chǎn)磷鈦石膏制硫酸和水泥裝置、硫鐵礦制硫酸裝置構(gòu)成。本實用新型實現(xiàn)了將鈦白廢酸萃取磷酸制磷酸鹽、副產(chǎn)磷鈦石膏制硫酸和水泥、濾渣與硫鐵礦摻燒制硫酸，突破了傳統(tǒng)的廢酸濃縮回用裝置能耗高的問題，解決了鈦白廢酸和磷鈦石膏污染排放的世界性難題，具有結(jié)構(gòu)簡單、投資小、運行成本低、能夠?qū)崿F(xiàn)長周期連續(xù)運轉(zhuǎn)等優(yōu)點。
文檔編號C01B25/26GK202542841SQ20112044602
公開日2012年11月21日 申請日期2011年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月13日
發(fā)明者劉希崗, 呂天寶, 崔兆杰, 武文煥, 殷永泉, 王玉瑞, 翟洪軒, 陳金國, 馬文國, 高強(qiáng), 鮑樹濤 申請人:山東魯北企業(yè)集團(tuán)總公司