环境保护视域下的硫酸法钛白清洁生产

申朝春，杨金珍

（河南佰利联化学股份有限公司，河南 焦作 454191）

1 引言

我国硫酸法钛白生产工艺，基本上都采用间歇酸解的方法。这种生产工艺在酸解、沉降、过滤、水解、漂洗、盐处理、煅烧、粉碎等主要工序都有污染物产生，其污染物产生量大，带来的环境污染问题十分严重，对厂区周围环境质量会造成一定的影响。

2 环境污染治理现状分析

2.1 废气处理

废气处理包括磨矿工序含尘尾气、酸解尾气和煅烧尾气。通过治理，磨矿工序含尘尾气通过袋式除尘器收尘之后，粉尘浓度可达50mg／m3以下，符合环保的要求，经烟囱排放，酸解尾气在酸解罐经经多级水喷淋，又经填料碱洗塔洗涤，使处理后的气体中SO2、酸雾可满足环保排放标准要求，通过烟囱排放。煅烧尾气经干法收集、洗涤、电雾处理，再通过引风机经碱洗塔处理，符合环保的要求，可以排放筒排放。

2.2 废酸处理

硫酸法钛白生产中，产生的废硫酸也是宝贵的资源，因此，企业都加大了对废酸的回收利用。生产企业根据规模不同，绝大部分采取浓缩技术返回钛白系统供配酸之用。少数的或用于生产普通过磷酸钙，或生产硫酸锰等产品，也有的经过石灰、电石渣中和、压滤之后，以合格废水形式达标排放，过滤的废渣堆放处置。

2.3 废水处理

硫酸法钛白生产废水量较大，通常每生产1t会产生酸度约2%的废水60m3，主要由洗涤水、冷却水以及清洗设备、操作场地的含酸废水等组成，通过封闭循环系统，加入白云石、石灰石、电石渣、废碱等碱性物质中和，过到环保要求后，再经深沉、滤清排放。同时，经压滤产生的红石膏滤饼，经自然晒干，可送水泥厂等作为工业辅料利用。

2.4 废渣

硫酸法钛白生产中产生的主要废渣有酸解废渣、FeSO4·H2O、滤后石膏、FeSO4·7H2O等。其中，酸解废渣，主要成份是酸不溶性的钛铁矿和二氧化硅等物，对环境已无不良影响，目前尚无工业化利用的有效办法，大多送至渣场填埋；FeSO4·H2O可用于硫铁矿掺烧生产硫酸，既能处理废酸浓缩产生的废渣，还能产生可观的经济效益；废渣石膏的处理方法是将石膏晒干，送水泥厂当作熟料添加剂；Fe－SO4·7H2O，即硫酸亚铁又称绿矾，是硫酸法钛白生产中的主要副产品，可作为生产合成氨铁触媒的原料、化肥（铁肥）土壤改良剂、工业水处理剂、饲料添加剂、作氧化铁红颜料等。

3 污染防治的主要问题

近些年来，随着环境保护意识的提高，环境执法力度的加大，我国硫酸法钛白生产企业加快了环境污染防治设施的完善步伐，也取得了比较好的污染防治效果，但还存在不少问题，主要表现在以下几个方面。

（1）生产工艺落后，设备技术差。由于有些企业生产规模小，单位产品能耗高，废弃物重复利用率低，使得污染物排放总量维持在较高水平。

（2）废酸处理不够彻底。有的企业没有配套磷肥装置，把浓废酸当成副产品出售时，价值不大，也不便于运输，而当成一般废水处理时，处理成本既高又浪费资源。即使一些有配套磷肥装置的企业，也是把磷肥生产当成副业来抓，当磷肥市场出现波动时，又不敢大量生产磷肥，因此，从行业来讲，废酸难以完全实现综合利用。

（3）将酸解沉降废渣填埋处理，可能对环境产生二次污染。

（4）酸性废水成分复杂，较难处理。特别是废水处理中产生的污泥，脱水难度大。

（5）污染防治设施运行费用高，除设备是一次性投入外，维护运行和保养费用，达到利润的20%～30%，企业难以接受。同时，在管理方面也存在问题，比如环保法律法规的适用，生产企业的地理配置，环境容易等，导致了同样的工艺，可能会出现不同的企业生成现状，也在事实上造成了钛白粉市场竞争的不公平性。

4 污染防治对策

我国绝大部分钛矿资源具有酸溶性高的特点，现行钛白粉企业在硫酸法应用上有较好的产业基础，决定了钛白粉生产工艺可能会在相当长的时期内仍会以硫酸法为主。国内外的经验表明，只要实施清洁生产、深化污染防治、强化环境管理，硫酸法工艺生产钛白粉面临的环境污染问题是可以得到很好地解决的。

（1）依靠科技进步，实现“减量化”。要推行清洁生产，降低原辅材料消耗，减少污染物总量，是解决硫酸法生产钛白粉环境污染问题的最佳路径。

（2）积极开展综合利用，实现“资源化”。比如，对于浓废酸，最好是浓缩后返回酸解；将中和石膏渣，进行开发后，实行产品化，再次利用；对经过处理后的废水可在不影响工艺的前提下作为系统补充水再次利用等等。

（3）深化污染治理，实现“无害化”。要实现“无害化”，首先要宣传教育，提高全员环境保护意识。其次是要尽量选择先进、经济工艺，努力实现达标排放，并符合总量控制要求。

（4）合理布局，“以废治废”。在结构调整或者扩建改建中，最好是有意识地建立硫酸－钛白粉－磷肥联合企业，使各个环节产生的废弃物作为原材料进入下一个生产环节，形成经济产业的产业链，建立真正的循环经济产业链技术体系。

5 结语

自2000年以来，我国钛白粉行业朝大型化和规模化迅速发展。钛白粉产量迅速增长。从2000年的0.29万t增至2009年的105万t，至2010年全国钛白粉总产量达147万t，钛白粉行业迎来了发展的繁荣期。然而，由于我国钛铁矿品位低，杂质较多，矿源复杂，硫酸法钛白生产中排出的废弃物数量较多，一直因扰着企业的发展，加上国家不断加大环保监察的力度，环保部门在企业排污口基本都安装了在线监测系统，硫酸法钛白的清洁生产已成为企业发展的根本方向。钛白行业清洁生产，当前要结合实际，依据现有经验和条件，实现资源的合理有效配置，彻底解决环境污染问题，增加产品的附加值，创造可观的经济效益。

［1］邓 捷.钛白粉应用手册（修订版）［M］.北京：化学工业出版社，2004.

［2］陈朝华，刘长河.钛白粉生产及应用技术［M］.北京：化学工业出版社，2006.

［3］毕 胜.产能继续扩大环保形势严峻——中国钛白工业现状及“十一五”发展展望［J］.中国涂料，2006，21（7）：19～21.