利用钛白废酸浸出钛石膏铁杂质及技术经济分析*

孟 华，李琪鹏，石俊杰，聂朝阳，罗建洪，梁玉祥，王 烨

(1.重庆化工职业学院，重庆 400020; 2.四川大学 化学工程学院，四川 成都 610065;3.四川大学 材料学院，四川 成都 610065)

0 引言

二氧化钛(俗称钛白)的生产方法主要有硫酸法和氯化法。由于原料和技术的原因，我国目前95%的钛白采用硫酸法生产，硫酸法工艺简单、可靠，但是“三废”量大[1]。钛白废酸是硫酸法酸解钛精矿时未起反应的游离硫酸与水解反应生成的新硫酸的混合水溶液，是偏钛酸过滤后分离出来的废液[2]。通常每生产1 t钛白粉，将会产生5～8 t质量分数为19%～23%的废硫酸，因废硫酸质量分数较低而使其综合利用途径受到限制[3]。多个企业钛白废酸的检测数据表明，废酸中质量分数最高的元素是Fe，其次是Ti、Mg、Al、Mn。对于有害的重金属元素，如Cr、Ni、As、Pb等，在废酸中含量虽然不多，但因其有毒，不可任意处置或外售，必须对其进行无害化处理[4]。

目前，钛白废酸的治理方法主要有两种：一是基于废水终端排放的治理方法；二是基于废酸循环利用的治理方法。第一种方法主要有石灰中和法、聚合硫酸铁法[5]等；第二种方法主要有膜过滤法、浓缩结晶法、萃取法等。膜过滤法包括蒸发浓缩法[6]、压膜蒸馏法[7]等，此方法可得到较纯净的硫酸，酸液浓缩后可返回使用，但该方法回收硫酸的浓度低，效率不高，且由于石膏粉末太细，膜容易堵，难以工业化，实际推广利用程度不高；浓缩结晶法包括浸没燃烧法[8]和冷冻结晶法[9]，该法具有热效率高、成品酸浓度高的优点，但也存在能耗大、高温使得设备腐蚀严重而对设备材质要求较高等缺点；……