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摘要：钛白粉作为重要的无机化学颜料，具有较为稳定的化学性质，目前在各行各业中广泛应用，我国所使用的钛白粉生产工艺为硫酸法，在进行钛白粉生产中会造成酸解废渣的残留，在干废渣当中含有约为42%的TiO2，因此其废渣具有重要的回收利用价值。
关键词：钛白粉;酸解;回收利用
1.前言
钛白粉作用化工生产中的重要颜料，其内部主要的化学物质为二氧化钛，化学分子式为TiO2。
钛白粉本身的化学性质较为稳定，本身不易溶于水，但是可以与多种浓酸以及碱类物质当中相溶。同时该物质无色无味，没有毒副作用，本身具有相对稳定的化学性质，该物质熔点较高，同时具有相对较高的介电常数，TiO2自身的粒度分布较为均匀，物质本身具有较为优良的折射率，同时由于其着色能力相对较好，因此目前在油墨，涂料以及化工产业，橡胶制品行业和日化行业当中应用较为广泛，除此之外近年来钛白粉在医药行，食品行业和机械工业生产当中也被广泛应用，钛白粉在机械行业当中主要是用于相关绝缘体零件的生产以及焊条的加工制造等。
2.硫酸法钛白粉生产工艺
2.1钛白粉生产工艺流程
采用硫酸法进行钛白粉生产工艺的制备主要包括下述流程，分别是酸解，沉降，水解和煅烧。其中酸解是指对于TiO2原料采用硫酸进行酸解处理，沉降是指在固体杂质中将可溶的硫酸氧钛进行分离，水解是指以上述硫酸氧钛形成偏钛酸。煅烧是指将其中的水分去除，同时进行煅烧处理形成TiO2产品。如果在进行制备时所采用的原料含有较多的铁或者是较少的钛时，则应该对硫酸亚铁去除或者是回收利用浓缩钛液。
2.2物料平衡
采用硫酸法进行二氧化钛进行制备时其中的主要化学反应包括有：
钛原料的TiO2收率在82-90%左右，硫酸是另一重要的原料，主要是用于酸解，也有较少量的稀酸用于各工艺的洗浸工序中。
采用硫酸法工艺进行生产时最终所产生的废物主要为废酸和七水硫酸亚铁，废酸中H2SO4的含量一般不会高于25%，而一些钛白粉的生产商会对酸解过程中的强酸废物进行过滤或者是对水池反应后的弱酸废物进行过滤处理，采用硫酸法进行钛白粉的制备时其所生产的副产物如下所示：
以钛铁矿原料：3-4t七水硫酸亚铁，7-8t（23%H2SO4）废酸。
以钛渣原料：4-6t（25%H2SO4）废酸。
此外在煅烧阶段，每t钛白有7-8KgSO3排入大气或必须回收以减少对大气污染。
2.3钛白粉产品后处理工艺
在进行硫酸法完成最后煅烧工艺后的产品，仍然不能直接应用于颜料市场当中，根据当前市场的用途不同需要对其产物进行相应处理，如下所示。
（1）适当提高钛白粉耐候性
（2）对于钛白粉不同溶剂、塑料以及乳胶中的分散性进行提高
（3）促使钛白粉的润湿性得到提高
（4）使得钛白粉的遮盖力和光泽有所提高
在其后所进行的钛白粉处理当中主要的处理工艺应包括有无机包膜，钛白粉的洗涤以及干燥等，在完成上述处理后方可进行产品的包装。
3.钛白粉三废问题的处理
钛白粉作为重要的无机化工产品，在其生产过程中始终伴随有大量的污染副作用，上个世纪时发达国家所进行的氯化法以及硫酸法制备工艺以及足以满足其产品的质量需求，但是近年来随着绿色运动的兴起，钛白粉生产工艺的环保性逐渐提上了日程，各个国家都其三废的排放标准提出了要求，同时已經成为了当地的正式法规标准，随着科学技术的不断发展，三废问题也逐渐得以解决，当前国外对于废酸的处理需要相对较高的成本，我国的三废处理较之于国外发达国家尚且具有较大差距。
3.1硫酸法工艺的三废及处理
硫酸法生产的三废及其处理
（1）废水：酸解尾气吸收废水、偏钛酸洗涤稀酸用石灰中和生产石膏用于建材原料。
废酸：经预处理除铁浓缩，返回生产中，或用于其他需要硫酸原料的化工生产上。
（3）废渣：七水硫酸亚铁，加工成净水剂、饲料添加剂、铁红颜料、磁性铁氧体或生产硫酸。
3.2钛白酸解废渣回收工艺方案设计
3.2.1酸解废渣组成分析
国内所使用的硫酸法生产工艺完成的钛白粉的制备其中所排出的废渣为大量灰白色浆状物质，为了对其废渣问题进行合理解决，首先需要对其组成情况有所了解，根据当前的分析可以了解到在废渣当中包括有大量的TiO2，铁以及三氧化、分别采用金属铝还原法以及分光光度法进行测定，以便为后续回收工艺的研究提供充分的科学依据，下述表格3.1为钛白酸解废渣的成分分析组成表。
通过对上述表格中的3.1和3.2进行对比可以了解到，为了使得废渣中的钛矿原料可以达到回收原料的标准，应该对于废渣中所存在的硅、钙和少量铝、铁等进行去除。
3.2.2钛白酸解废渣回收工艺设计
针对以上获得的钛白酸解废渣的分析结果，同时对于酸解废渣的回收利用工艺加以考虑，确定其实验回收方案如下所示：
（1）在酸解后的废渣当中可以加入少量的水完成研磨工作，为了降低其处理成本以及该过程中的能耗问题，可以采用水力分级筛或者是进行湿法球磨加以实现。促使其中所含有的固体颗粒细度不大于100目，这对于其中粗颗粒的研磨情况较为有利。
（2）采用盐酸对废渣进行选择性的酸解处理，这种预处理方式主要是为了处理其中的可溶盐类，然后将其过滤出去。
（3）采用浓度值为85%的H2SO4完成过滤饼的酸解，该处理方式主要是为了溶解其中所包含的Ti化合物，然后将产生的酸解液投入生产系统进行回收处理。
（4）将盐酸溶解物引入到沉降池当中，通过对其PH值的调整完成Fe2+、Fe3+、Mg2+、AL3+和Ca2+的去除，而后将其排出系统当中。
3.2.3H2SO4酸解液的回收利用
首先通过盐酸的预处理去除废渣中所含有的盐溶物，而后采用高浓度H2SO4酸解处理滤饼，在完成过滤后将滤饼弃去，此时滤液当中含有大量的TiO2，将其作为回收利用的原料进行使用。
为了尽量节省回收利用的成本，可以将H2SO4酸解液在酸解程序当中直接加入，同时使其随着钛白生产系统的后续工序一起处理。
结语
通过本次研究了解到钛白粉废渣处理的基本流程和工艺方法，经过折算可以了解到每0.8t的钛白废渣约可以回收0.17吨的钛白产品，从废渣中完成回收利用的产品价值约为3100万元，此外尚且可以实现工厂10%左右原料的节约量。最为重要的是可以使得公司长期以来所存在的废渣污染问题得以圆满解决，减少不必要的环保开支。
参考文献
[1]唐文骞.硫酸法钛白工业生产技术进展[J].化工设计，2003，13（4）：3-6
[2]毕胜国内外钛白工业的现状及发展趋向[J].非金属矿，2001，24（5）：7-9
[3]王春华，王洪涛，肖定全等.钛白粉生产过程的生命周期评价[J].无机盐工业2006，38（11）：6-9[13] 韩永奇钛白粉产品市场现状及发展前景[J].钛工业进展，2005，22（3）：45-49
[4]全球钛白工业.Artikol和TZ国际矿物有限公司出版发行，2004，（3）
关键词：钛白粉;酸解;回收利用
1.前言
钛白粉作用化工生产中的重要颜料，其内部主要的化学物质为二氧化钛，化学分子式为TiO2。
钛白粉本身的化学性质较为稳定，本身不易溶于水，但是可以与多种浓酸以及碱类物质当中相溶。同时该物质无色无味，没有毒副作用，本身具有相对稳定的化学性质，该物质熔点较高，同时具有相对较高的介电常数，TiO2自身的粒度分布较为均匀，物质本身具有较为优良的折射率，同时由于其着色能力相对较好，因此目前在油墨，涂料以及化工产业，橡胶制品行业和日化行业当中应用较为广泛，除此之外近年来钛白粉在医药行，食品行业和机械工业生产当中也被广泛应用，钛白粉在机械行业当中主要是用于相关绝缘体零件的生产以及焊条的加工制造等。
2.硫酸法钛白粉生产工艺
2.1钛白粉生产工艺流程
采用硫酸法进行钛白粉生产工艺的制备主要包括下述流程，分别是酸解，沉降，水解和煅烧。其中酸解是指对于TiO2原料采用硫酸进行酸解处理，沉降是指在固体杂质中将可溶的硫酸氧钛进行分离，水解是指以上述硫酸氧钛形成偏钛酸。煅烧是指将其中的水分去除，同时进行煅烧处理形成TiO2产品。如果在进行制备时所采用的原料含有较多的铁或者是较少的钛时，则应该对硫酸亚铁去除或者是回收利用浓缩钛液。
2.2物料平衡
采用硫酸法进行二氧化钛进行制备时其中的主要化学反应包括有：
钛原料的TiO2收率在82-90%左右，硫酸是另一重要的原料，主要是用于酸解，也有较少量的稀酸用于各工艺的洗浸工序中。
采用硫酸法工艺进行生产时最终所产生的废物主要为废酸和七水硫酸亚铁，废酸中H2SO4的含量一般不会高于25%，而一些钛白粉的生产商会对酸解过程中的强酸废物进行过滤或者是对水池反应后的弱酸废物进行过滤处理，采用硫酸法进行钛白粉的制备时其所生产的副产物如下所示：
以钛铁矿原料：3-4t七水硫酸亚铁，7-8t（23%H2SO4）废酸。
以钛渣原料：4-6t（25%H2SO4）废酸。
此外在煅烧阶段，每t钛白有7-8KgSO3排入大气或必须回收以减少对大气污染。
2.3钛白粉产品后处理工艺
在进行硫酸法完成最后煅烧工艺后的产品，仍然不能直接应用于颜料市场当中，根据当前市场的用途不同需要对其产物进行相应处理，如下所示。
（1）适当提高钛白粉耐候性
（2）对于钛白粉不同溶剂、塑料以及乳胶中的分散性进行提高
（3）促使钛白粉的润湿性得到提高
（4）使得钛白粉的遮盖力和光泽有所提高
在其后所进行的钛白粉处理当中主要的处理工艺应包括有无机包膜，钛白粉的洗涤以及干燥等，在完成上述处理后方可进行产品的包装。
3.钛白粉三废问题的处理
钛白粉作为重要的无机化工产品，在其生产过程中始终伴随有大量的污染副作用，上个世纪时发达国家所进行的氯化法以及硫酸法制备工艺以及足以满足其产品的质量需求，但是近年来随着绿色运动的兴起，钛白粉生产工艺的环保性逐渐提上了日程，各个国家都其三废的排放标准提出了要求，同时已經成为了当地的正式法规标准，随着科学技术的不断发展，三废问题也逐渐得以解决，当前国外对于废酸的处理需要相对较高的成本，我国的三废处理较之于国外发达国家尚且具有较大差距。
3.1硫酸法工艺的三废及处理
硫酸法生产的三废及其处理
（1）废水：酸解尾气吸收废水、偏钛酸洗涤稀酸用石灰中和生产石膏用于建材原料。
废酸：经预处理除铁浓缩，返回生产中，或用于其他需要硫酸原料的化工生产上。
（3）废渣：七水硫酸亚铁，加工成净水剂、饲料添加剂、铁红颜料、磁性铁氧体或生产硫酸。
3.2钛白酸解废渣回收工艺方案设计
3.2.1酸解废渣组成分析
国内所使用的硫酸法生产工艺完成的钛白粉的制备其中所排出的废渣为大量灰白色浆状物质，为了对其废渣问题进行合理解决，首先需要对其组成情况有所了解，根据当前的分析可以了解到在废渣当中包括有大量的TiO2，铁以及三氧化、分别采用金属铝还原法以及分光光度法进行测定，以便为后续回收工艺的研究提供充分的科学依据，下述表格3.1为钛白酸解废渣的成分分析组成表。
通过对上述表格中的3.1和3.2进行对比可以了解到，为了使得废渣中的钛矿原料可以达到回收原料的标准，应该对于废渣中所存在的硅、钙和少量铝、铁等进行去除。
3.2.2钛白酸解废渣回收工艺设计
针对以上获得的钛白酸解废渣的分析结果，同时对于酸解废渣的回收利用工艺加以考虑，确定其实验回收方案如下所示：
（1）在酸解后的废渣当中可以加入少量的水完成研磨工作，为了降低其处理成本以及该过程中的能耗问题，可以采用水力分级筛或者是进行湿法球磨加以实现。促使其中所含有的固体颗粒细度不大于100目，这对于其中粗颗粒的研磨情况较为有利。
（2）采用盐酸对废渣进行选择性的酸解处理，这种预处理方式主要是为了处理其中的可溶盐类，然后将其过滤出去。
（3）采用浓度值为85%的H2SO4完成过滤饼的酸解，该处理方式主要是为了溶解其中所包含的Ti化合物，然后将产生的酸解液投入生产系统进行回收处理。
（4）将盐酸溶解物引入到沉降池当中，通过对其PH值的调整完成Fe2+、Fe3+、Mg2+、AL3+和Ca2+的去除，而后将其排出系统当中。
3.2.3H2SO4酸解液的回收利用
首先通过盐酸的预处理去除废渣中所含有的盐溶物，而后采用高浓度H2SO4酸解处理滤饼，在完成过滤后将滤饼弃去，此时滤液当中含有大量的TiO2，将其作为回收利用的原料进行使用。
为了尽量节省回收利用的成本，可以将H2SO4酸解液在酸解程序当中直接加入，同时使其随着钛白生产系统的后续工序一起处理。
结语
通过本次研究了解到钛白粉废渣处理的基本流程和工艺方法，经过折算可以了解到每0.8t的钛白废渣约可以回收0.17吨的钛白产品，从废渣中完成回收利用的产品价值约为3100万元，此外尚且可以实现工厂10%左右原料的节约量。最为重要的是可以使得公司长期以来所存在的废渣污染问题得以圆满解决，减少不必要的环保开支。
参考文献
[1]唐文骞.硫酸法钛白工业生产技术进展[J].化工设计，2003，13（4）：3-6
[2]毕胜国内外钛白工业的现状及发展趋向[J].非金属矿，2001，24（5）：7-9
[3]王春华，王洪涛，肖定全等.钛白粉生产过程的生命周期评价[J].无机盐工业2006，38（11）：6-9[13] 韩永奇钛白粉产品市场现状及发展前景[J].钛工业进展，2005，22（3）：45-49
[4]全球钛白工业.Artikol和TZ国际矿物有限公司出版发行，2004，（3）