專利名稱：利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于化工領域，具體涉及一種利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法。
背景技術：
目前，由于我國主要采用硫酸法生產鈦白粉，并且每生產一噸鈦白粉將產生質量百分濃度為20%左右的廢酸大約6噸和2%左右的廢水大約60 80噸。硫酸法生產鈦白粉所產生的廢酸稱之為鈦白廢酸，鈦白廢酸的主要物質組成為18 25%的硫酸、5%左右的鐵，少量鎂、鋁、錳、偏鈦酸及釩、鈧、鎵等貴重金屬；硫酸法生產鈦白粉所產生的廢水稱之為鈦白廢水，鈦白廢水主要含有質量百分濃度為2%左右的硫酸，其他組成約為廢酸的六分之一。經統(tǒng)計，只是攀枝花地區(qū)去年就產出大約180萬噸鈦白廢酸、1800 MOO萬噸鈦白廢水。目前處理鈦白廢酸、廢水的方法是使用碳酸鈣或者氫氧化鈣溶液與廢酸、廢水進行簡單的中和反應，反應后的硫酸鈣還需要進行曝氣處理，使二價鐵轉化為三價鐵，此曝氣處理過程需要大量的能耗，增加生產成本；隨著鈦白粉產量的逐年提高，鈦白廢酸、廢水的處理問題將成為影響鈦白粉產業(yè)發(fā)展的一個重要瓶頸。由上可知，鈦白生產過程中產生的鈦白廢酸廢水不僅沒有得到有效利用，而且生產每噸鈦白還要花費相應的處理費用，以一個年產鈦白粉4萬噸的鈦白粉廠為例，每年僅廢酸、廢水的處理費用就需要大約4000萬元左右，同時產生大量的紅石膏，紅石膏只有少量能夠得到利用，絕大部分成為廢棄物運到棄渣場，如何低成本大量的處理鈦白廢酸廢水已成為硫酸法鈦白粉產業(yè)的一個技術難題，如果不能有效解決，硫酸法鈦白產業(yè)將很難健康發(fā)展。因此，現(xiàn)急需一種能低成本大量處理鈦白廢酸廢水的方法。黃磷渣是化工廠用電熱法生產黃磷時產生的主要廢棄物，粒狀、肉眼下呈白色至淡灰色，主要成分為硅酸鈣，含量達86% 95%左右，其它微量成分為鈦、鋁、鐵、錳等，每生產1噸黃磷要排出8到10噸的黃磷渣，就攀枝花市園區(qū)企業(yè)為例，每年有將近100萬噸的黃磷渣產生，其中只有30萬噸可以給水泥廠作為生產粘結劑的原料，其余70萬噸都不能得到利用。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有技術中不能低成本大量處理鈦白廢酸廢水的技術難題。本發(fā)明解決所述技術問題所采用的技術方案是提供一種利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法，該方法如下向鈦白廢酸和/或廢水中按反應量加入黃磷渣攪拌，再加入高鈣渣或者氧化鈣調節(jié)pH至6 9。高鈣渣是轉爐煉鋼時產生的爐渣，含有約30%有效鈣(以氧化鈣計)。其中，上述方法中先將鈦白廢酸與廢水混合，使硫酸的質量百分濃度在3% 15%之間，按反應量加入黃磷渣攪拌，再加入高鈣渣或者氧化鈣調節(jié)pH至6 9。其中，上述方法中鈦白廢酸和廢水的混合物與黃磷渣的攪拌反應時間為10 120mino其中，上述方法中將鈦白廢酸與廢水混合，使硫酸的質量百分濃度在4% 8%之間。進一步的，鈦白廢酸和廢水的混合物與黃磷渣的攪拌反應時間為40 90min。其中，上述方法中所述黃磷渣的粒度為100 300目。其中，上述方法中所述高鈣渣或者氧化鈣的粒度為50 100目。本發(fā)明方法具體可以按照以下方式實施先將鈦白廢酸與廢水混合，使硫酸的質量百分濃度在4% 8%之間，再按反應量加入黃磷渣攪拌反應40 90min后，加入高鈣渣調節(jié)PH至6 9即可；其中，所述黃磷渣的粒度為100 300目，所述高鈣渣或氧化鈣的粒度為50 100目。本發(fā)明方法的有益效果為用本發(fā)明方法處理鈦白廢酸和廢水的成本低廉，且原料均為難以處理的工業(yè)廢棄物，生成物則是可直接運往渣場的棄渣，不會對環(huán)境造成污染； 同時，鈦白廢酸、廢水中的其它雜質也一同進入渣相，使反應得到的液體可以直接排放或回收作為工業(yè)用水；本發(fā)明方法解決了鈦白廢酸廢水不能低成本大量處理的技術難題，社會效益十分顯著，具有很好的推廣前景。
具體實施例方式利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法，具體實施方式
如下發(fā)明人無意中發(fā)現(xiàn)利用黃磷渣和少量高鈣渣處理鈦白廢酸廢水效果非常好，不用進行曝氣處理，能夠節(jié)約大量的能耗，降低處理成本。因此，該方法是直接向鈦白廢酸和/ 或廢水中按反應量加入黃磷渣攪拌，再加入高鈣渣或者氧化鈣調節(jié)pH至6 9。由于加入高鈣渣，使得最終的液體呈弱堿性，使得鈦白廢酸和/或廢水中的雜質離子一并沉淀，沉淀完全后，將上清液回收利用或者直接排放；沉淀物直接運往渣場丟棄，不會對環(huán)境造成污染。主要反應方程式如下H2S04+CaSi03+2H20 = CaSO4 · 2H20 I +SiO2 · H2O J,鈦白廢水中硫酸的質量百分濃度在2%左右，如直接用黃磷渣與廢水反應，反應速度過慢，反應時間較長，需8小時以上，不利于生產；鈦白廢酸的質量百分濃度在18% 25%左右，如直接用黃磷渣與廢水反應，反應劇烈，反應時間短，但大量放熱，生成大量的硅凝膠，影響反應的轉化率和后續(xù)操作的難度。因此，本發(fā)明方法優(yōu)選先將鈦白廢酸與廢水混合，使硫酸的質量百分濃度在3% 15%之間，再按反應量加入黃磷渣攪拌，加入高鈣渣或者氧化鈣調節(jié)PH至6 9。為了能夠節(jié)約時間，并且使反應充分，鈦白廢酸和廢水的混合物與黃磷渣的攪拌反應時間優(yōu)選為10 120min。為了使本發(fā)明的反應速度更加合理，同時反應的轉化率更高，將鈦白廢酸與廢水按一定的比例混合，優(yōu)選使硫酸的質量百分濃度在4% 8%之間，轉化率可以達到80%以上，此時，為了能夠節(jié)約時間，并且使反應充分，鈦白廢酸和廢水的混合物與黃磷渣的攪拌反應時間優(yōu)選為40 90min。同時，為了使反應更加完全、更加合理、減少處理費用，本發(fā)明方法所用黃磷渣的粒度優(yōu)選為100 300目，高鈣渣或者氧化鈣的粒度優(yōu)選為50 100目。下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。本發(fā)明實施例所用原料均為1、鈦白廢酸含21. 22%的硫酸、5. 4%的鐵，少量鎂、鋁、錳、偏鈦酸及釩、鈧、鎵等貴重金屬，來源于攀枝花市釩鈦產業(yè)園區(qū)鈦白粉生產企業(yè)； 2、鈦白廢水含2. 31 %的硫酸、0. 9 %的鐵，少量鎂、鋁、錳、偏鈦酸及釩、鈧、鎵等貴重金屬， 來源于攀枝花市釩鈦產業(yè)園區(qū)鈦白粉生產企業(yè)；3、黃磷渣100 300目，含92. 35%的硅酸鈣，還含有微量的鈦、鋁、鐵、錳等，來源于攀枝花市釩鈦產業(yè)園區(qū)黃磷生產企業(yè)；4、高鈣渣50 100目，含31%有效鈣(以氧化鈣計)，來源于攀鋼集團有限公司。實施例一用本發(fā)明方法處理鈦白廢酸廢水如表1所示，將鈦白廢酸IOOg與鈦白廢水603g混合均勻，測得合物中硫酸的質量百分濃度為5 %，再按反應量加入黃磷渣45. 3g，攪拌反應80分鐘后，加入高鈣渣40g攪拌均勻，此時測得pH為8。靜止10分鐘沉淀完全，將上清液回收利用或者直接排放，沉淀物收集后丟往渣場。實施例二用本發(fā)明方法處理鈦白廢酸廢水如表1所示，將鈦白廢酸IOOg與鈦白廢水412g混合均勻，測得合物中硫酸的質量百分濃度為6 %，再按反應量加入黃磷渣39. 6g，攪拌反應60分鐘后，加入高鈣渣31g攪拌均勻，此時測得PH為7. 9。靜止10分鐘沉淀完全，將上清液回收利用或者直接排放，沉淀物收集后丟往渣場。實施例三用本發(fā)明方法處理鈦白廢酸廢水如表1所示，將鈦白廢酸IOOg與鈦白廢水232g混合均勻，測得合物中硫酸的質量百分濃度為8 %，再按反應量加入黃磷渣34g，攪拌反應50分鐘后，加入高鈣渣30g攪拌均勻，此時測得pH為8。靜止10分鐘沉淀完全，將上清液回收利用或者直接排放，沉淀物收集后丟往渣場。 實施例四用本發(fā)明方法處理鈦白廢酸廢水如表1所示，準備鈦白廢水500g，鈦白廢水中硫酸的質量百分濃度為2. 31%，按反應量加入黃磷渣14. 8g，攪拌反應480分鐘后，加入高鈣渣30g攪拌均勻，此時測得pH為 8. 2。靜止10分鐘沉淀完全，將上清液回收利用或者直接排放，沉淀物收集后丟往渣場。實施例五用本發(fā)明方法處理鈦白廢酸廢水如表1所示，準備鈦白廢酸100g，鈦白廢酸中硫酸的質量百分濃度為21. 22%，按反應量加入黃磷渣27. 2g，攪拌反應30分鐘，生成大量硅凝膠，再加入高鈣渣55g攪拌均勻， 此時測得PH為8. 0。靜止12分鐘，回收少量上清液，沉淀物收集后丟往渣場。實施例六不加高鈣渣處理鈦白廢酸廢水如表1所示，將鈦白廢酸IOOg與鈦白廢水603g混合均勻，測得合物中硫酸的質量百分濃度為5 %，再按反應量加入過量黃磷渣50g，攪拌反應80分鐘；靜止10分鐘沉淀完全，將上清液回收，測得PH為5. 5，上清液不符合國家排放標準；沉淀物收集后丟往渣場。表1實施例原料及效果
權利要求
1.利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法，其特征在于向鈦白廢酸和/或廢水中按反應量加入黃磷渣攪拌，再加入高鈣渣或者氧化鈣調節(jié)PH至6 9。
2.根據權利要求1所述的利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法，其特征在于將鈦白廢酸與廢水混合，使硫酸的質量百分濃度在3% 15%之間，按反應量加入黃磷渣攪拌，再加入高鈣渣或者氧化鈣調節(jié)pH至6 9。
3.根據權利要求2所述的利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法，其特征在于鈦白廢酸和廢水的混合物與黃磷渣的攪拌反應時間為10 120min。
4.根據權利要求2所述的利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法，其特征在于將鈦白廢酸與廢水混合，使硫酸的質量百分濃度在4% 8%之間。
5.根據權利要求4所述的利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法，其特征在于鈦白廢酸和廢水的混合物與黃磷渣的攪拌反應時間為40 90min。
6.根據權利要求1或2所述的利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法，其特征在于 所述黃磷渣的粒度為100 300目。
7.根據權利要求1或2所述的利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法，其特征在于 所述高鈣渣或者氧化鈣的粒度為50 100目。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法，屬于化工領域。本發(fā)明是要解決不能低成本大量處理鈦白廢酸廢水的技術難題。利用黃磷渣中和處理鈦白廢酸廢水的方法向鈦白廢酸和/或廢水中按反應量加入黃磷渣攪拌，再加入高鈣渣或氧化鈣調節(jié)pH至6～9。本發(fā)明方法的原料均為污染環(huán)境的工業(yè)廢棄物，生成物則是可直接運往渣場的棄渣，不會對環(huán)境造成污染，且成本低廉，社會效益十分顯著，具有很好的推廣前景。
文檔編號C02F1/66GK102259969SQ20111017711
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權日2011年6月28日
發(fā)明者彭凌波, 湯鐵 申請人:攀枝花市微創(chuàng)科技開發(fā)有限公司