硫酸法钛白粉生产中产生的废硫酸铁含量高，需要除铁后方能实现循环利用。工业上采用废酸增浓，析出硫酸亚铁的方式来脱除铁，但此工艺得到的硫酸亚铁颗粒小，晶体团聚严重，不易过滤，挟带的游离硫酸含量很高。本文研究钛白废酸深度除铁工艺方法、硫酸亚铁晶体形貌与硫酸浓度和杂质离子的关系，通过控制硫酸亚铁晶体形貌改善其过滤性能，降低滤饼中游离硫酸的含量，将净化后的废硫酸直接用于磷化工生产。本文基于硫酸溶液的浓度和杂质钛对铁离子溶解热力学性质的影响，分别提出了对钛白废酸进行先除钛后脱铁的废酸净化工艺，和钛白废酸分步提浓及浓浆返浆循环的脱铁净化工艺方法。　　本文研究内容和结论如下:　　1、分别采用磷酸和磷铵与钛白废酸中的钛进行反应，以生成磷酸钛的形式脱除废酸溶液中的钛。研究了反应时间、反应温度和物料摩尔比等操作条件对钛的回收率和磷的利用率的影响，确定了优化的脱钛工艺方法:(1)采用磷酸除钛，在优化的操作条件:摩尔比mT1O2∶mP2O5=0.87，反应时间30min，反应温度90℃，陈化时间3h时，TiO2回收率达到92％,P2O5利用率达到80％以上。(2)采用磷铵除钛，在优化的操作条件:保温时间60min、反应温度100℃、摩尔比mP2O5∶mT1O2=0.9时，TiO2回收率达到90％，P2O5利用率达到50％以上。同时，与用磷酸除钛工艺相比，磷铵除钛所得的磷酸钛固体颗粒更大，更易于过滤，更有利于工厂的连续性生产。　　2、以确定的优化除钛工艺条件，结合后续的采用浓硫酸调配脱钛废硫酸的配酸浓缩过程，进行废酸脱钛脱铁全流程连续实验研究，可以实现废酸中的铁含量降低至0.2％左右，滤饼挟带的游离硫酸含量较原工艺降低5％。结果表明采用本工艺流程净化钛白废酸，可有效的提高铁的回收率，减少游离酸含量的挟带，降低了生产成本，又可以制备磷酸钛新型无机材料，综合经济效益可观，且具有良好的环境效益。　　3、钛白废酸分步提浓及浓浆返浆循环的脱铁净化工艺方法，不需要预先脱钛，通过分步沉淀硫酸亚铁晶体的方法来达到脱铁和改善硫酸亚铁晶体形貌的目的。具体方法为:在较低硫酸浓度(45％wt)下分离得到晶型良好的硫酸亚铁，然后将分离了硫酸亚铁的硫酸进一步通过配酸提浓至55％wt，降低铁含量，将所得稠浆返回至第一步配酸过程以作循环使用。研究结果表明:浓硫酸的进料时间在20～25min，搅拌转速在170～190r/min之间，配酸浓度在47％～49％wt范围时，硫酸亚铁结晶明显改善，减少游离酸含量4％～5％。同时研究还发现:Fe3+的存在对硫酸亚铁结晶是不利的，不仅使得其所挟带的游离酸含量升高，还会使得最终滤液中的铁含量有一定的提高。　　4、钛白废酸分步提浓及浓浆返浆循环实验中，第一步的配酸点控制硫酸浓度为45％wt，第二步配酸点控制硫酸浓度为55％wt;第二步配酸后所得的浓浆被返浆至第一步配酸结晶，控制硫酸浓度为43％，连续进行5次循环返浆实验，可达到物料平衡:返浆配43％wt酸（平衡后的第一步配酸点）所得滤液浓度在48％～49％wt之间，滤液中所含铁含量在1.2％～1.3％wt之间，铁的去除率为65％左右;配至55％wt酸（平衡后的第二步配酸点）所得清液含铁含量在0.2％左右（净化酸），该脱铁钛白废硫酸可以直接用于磷化工的生产。　　本论文提出的钛白废硫酸除铁深度净化工艺，能够显著改善硫酸亚铁晶型，降低净化后废硫酸中铁的含量、降低硫酸亚铁滤饼中游离硫酸含量，降低了生产成本;同时又可以磷酸钛的形式回收钛白废酸中高价值的钛。本工艺方法是实现“硫-磷-钛”联产生产技术的关键之一，对我国的钛白粉生产和磷化工的发展有极大地促进作用，符合环保、绿色生产和资源回收再利用的要求，具有明确的工业应用前景。