关于硫酸法钛白粉生产工艺中废水处理的研究

＊崔艳 曹波

（山东道恩钛业有限公司 山东 265700）

关于硫酸法钛白粉生产工艺中废水处理的研究

＊崔艳 曹波

（山东道恩钛业有限公司 山东 265700）

硫酸法钛白粉生产工艺中会涵盖了酸解、水解及水洗等多道工序，而这些工序中会产生大量的废酸及酸性废水，如若处理不当将会对环境造成严重影响。本文分析了该工艺废水的水质成分，并提出了针对性的处理方法，最终使得废水能够达标排放。

硫酸法；钛白粉；废水处理

1.硫酸法钛白粉生产工艺

目前我国钛白粉生产主要采用硫酸法工艺，主要包括了酸解、沉降、结晶、过滤、浓缩、水解、水洗、漂白、煅烧等多道工序。具体一点来说，粉碎的钛铁矿（主要成分FeTiO3）进入到酸解槽中，在硫酸的作用下，大多数矿粉被分解，形成可溶性的硫酸盐混合溶液，酸解完成之后进入沉降槽。在沉降槽加入一定量的沉降剂，使得溶液中的悬浮物以及Al、Si等易形成胶体的物质沉降分离，上层清液进入到结晶工序冷却结晶，下层浊液进入圆盘过滤机固液分离。冷却后的上层清液得到FeSO4·7H2O晶体和钛液两相混合物，再经过过滤、浓缩工序就能够得到纯净的高浓度钛液。高浓度钛液在酸性环境下加热水解，经过一次挂片、水洗、漂白、二次挂片、二次水洗等工序之后，最终得到高浓度的偏钛酸（化学式为TiO2·H2O）料浆，最后进入回转炉煅烧后去研磨机粉碎包装即可得到高纯度的钛白粉。图一为硫酸法钛白粉生产工艺流程图

图一 硫酸法钛白粉生产工艺流程图

2.废水的来源及水质分析

(1)废水来源

通过上述硫酸法钛白粉生产工艺流程图可以很清晰地看到，整套装置系统的废酸和酸性废水主要来自于水洗工序，而这些废水的源头是酸解、水解、水洗和漂白等工序中加入的水或硫酸。为了洗净偏钛酸料浆中所附着的金属离子及可溶物，需要加入大量水对料浆进行洗涤，并且洗涤水中的离子浓度达到相关工艺标准之后才能够进入到下道工序之中，这就导致水洗工序需要特别大的洗水量，具体来说，年产1万吨/年的钛白粉厂，每天的水洗废水量高达5000m3左右。

(2)水质分析

硫酸法钛白粉生产工艺产生的废水主要含有大量的H+和SO42-以及矿粉中带入的Fe2+、Ti3+、Cr2+、Mg2+等金属离子，其中水解之后的母液中含有大量质量浓度约为22%的稀硫酸，少量FeSO4和TiOSO4等。一次、二次水洗废水来自于偏钛酸料浆中附着的硫酸和其他离子以及漂白过程中加入的硫酸等，主要组成为浓度为0.5-3%的硫酸以及FeSO4。由于废水中存在大量H+，废水通常显酸性，pH值约为1-3左右，且色度值偏高，对环境污染较为严重。根据《山东省半岛流域水污染物综合排放标准-修改单》中“一级标准A”的规定来看，废水排放的pH值范围6-9，悬浮物(SS)含量低于20mg/L，化学需氧量（COD）低于50mg/L。表一为某钛白粉厂废水水质情况表。

表一 钛白粉废水水质情况表

3.废水处理技术及效果

硫酸法钛白粉生产工艺的废水主要分为水解母液中浓度为22%左右废酸以及浓度为0.5-3%的酸性废水两部分，二者的成分差异性比较明显，需要进行分类处理。

(1)水解母液废酸的处理

水解母液中的废酸含量大量的稀硫酸，可以采用熟石灰对其进行酸碱中和处理，并回收得到的副产物硫酸钙，经过滤、洗涤之后得硫酸钙的水合物（俗称石膏），可供建筑行业使用。

(2)混合酸性废水的处理

硫酸法钛白粉厂目前处理废水的主要方法为“中和+曝气”，来自系统一洗、二洗以及水解过程中产生的酸性废水首先经过斜板沉淀槽进行自然沉降，上层清液溢流至缓冲池，同时酸解尾气喷淋废水以及地面冲洗水也一起进入缓冲池。上述酸性废液进入污控车间缓冲池后，通过调节酸度，然后用耐酸泵送入污控车间一级中和桶，用灰石浆液调节PH值3.5～4.5，再进入二级中和桶，用电石渣及石灰浆液调节PH值7～9。当中和桶中的PH值调节合格后，用泵送入污控车间一次板框压滤机，进行固液分离，分离后的固体（钛石膏）用车运往堆场，液体则进入曝气池，并用压缩空气对其进行曝气处理，降低废水中的COD含量。曝气后的液体用泵送入二次板框压滤机，进行固液分离，分离后的固体加水打浆后进入二级中和桶，液体经检测满足《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》之后再进行外排。表二为钛白粉废水处理前后水质情况对比表。

表二 钛白粉废水处理前后水质情况对比表

4、结束语

我国钛白粉生产主要采用硫酸法工艺，该工艺中的酸解、水解及水洗等多道工序，而这些工序中会产生大量的废酸及酸性废水，而这些废水通常选用“酸碱中和+曝气”的方法来进行处理，污染物去除率相对稳定，并最终废水能够达标排放。

[1]黄帅．硫酸法钛白粉生产废水处理工艺研究[J]．广东农业科学,2009（07）．

(责任编辑 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

崔艳（1985～），女，山东道恩钛业有限公司；研究方向：钛白粉技术与环保工作。