專利名稱：利用太陽能濃縮鈦白廢酸的方法
技術領域：
本發明屬于鈦白廢酸應用領域，具體涉及一種利用太陽能濃縮鈦白廢酸的方法。
背景技術：
硫酸法生產鈦白粉將產生廢硫酸(簡稱鈦白廢酸)。通常鈦白廢酸中硫酸質量分數在19% 23%，每噸鈦白粉產生廢硫酸5 8t。歐洲在進入90年代后基本解決了硫酸法鈦白廢酸及廢副產品的處理與利用問題。今天中國的硫酸法鈦白粉正步其后塵，面臨環保的壓力與廢物處理的技術和經濟問題。太陽能是新能源與可再生能源的重要組成部分。太陽能屬于分布性潔凈的自然資源，具有就地開發、無需運輸、取之不盡、用之不竭、不會污染環境、利于保護環境的優點。山東天虹弧板有限公司開發出了以工業廢棄物提釩尾渣為主要原料的釩鈦黑瓷太陽能板，該太陽能板由普通陶瓷和釩鈦黑瓷組成，成本低、壽命長、性能穩定，大規模生產I平方米陶 瓷太陽板的成本、能耗是同面積常規太陽能集熱體的幾分之一到十分之一，使用壽命是幾倍到十倍。目前太陽能在工業上的應用主要局限于集熱供水(光熱利用)，因此將太陽能與鈦白廢酸的濃縮結合起來，將極大的提高太陽能在工業上的應用空間，有利于推動太陽能產業發展和資源綜合利用、節能減排工作的推進。在鈦白廢酸處理工藝上，國外工藝相對比較成熟，廢酸濃縮一般采用兩效三段濃縮工藝。即20% (質量分數)廢酸經兩級預熱后，與循環酸一道進入一段加熱器、蒸發器；大部分酸繼續循環，一部分酸進入二段蒸發裝置，情況同一段；然后再進入三段蒸發裝置。經三段強制循環蒸發后，大部分酸繼續循環，一部分酸即70%廢酸流至帶攪拌液封箱。濃廢酸經冷卻器，送入濾前中間槽，濾液即成品酸進入成品酸槽；濾渣即含酸的一水硫酸亞鐵由皮帶機送走。三段濃縮的基本工藝參數第一段，廢酸質量分數由20%濃縮至28%，溫度115°C，壓力(表壓UOOkPa ;第二段，廢酸質量分數由28%濃縮至60%，溫度80°C，壓力(絕壓)8kPa ;第三段，廢酸質量分數由60%濃縮至70%，溫度115°C，壓力(絕壓)8kPa。國內對廢酸的濃縮回收，通常采用鈦質常壓蒸發器或減壓薄膜蒸發器，實踐證明存在以下問題(I)蒸汽、水耗量大，電耗量高，運行費用高；(2)處理量小，蒸發管道極易阻塞，運行不穩定；(3)材質要求高，設備投資大；(4)操作復雜，維修困難、費用高。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可利用太陽能加熱濃縮鈦白廢酸的方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是利用太陽能濃縮鈦白廢酸的方法，包括如下步驟a、利用太陽能加熱裝置對鈦白廢酸進行預加熱，使鈦白廢酸溫度達到50 90°C ；b、將預加熱后的鈦白廢酸送入配備有電加熱的真空蒸發槽進行濃縮；太陽能加熱裝置產生的熱量作為真空蒸發槽的輔助熱源，控制真空蒸發槽內的真空度為O. 06 O.09MPa，溫度為 60 90°C ;c、將濃縮后的鈦白廢酸冷卻至O I (TC，去除沉淀。其中，上述方法所述太陽能加熱裝置的集熱板采用釩鈦黑瓷太陽能板。其中，上述方法控制真空蒸發槽內的真空度為O. 07 O. 08MPa。其中，上述方法鈦白廢酸在真空蒸發槽內的濃縮時間為3 5h。本發明的有益效果是在現有技術中至今沒有利用太陽能加熱裝置對鈦白廢酸進行加熱、從而濃縮鈦白廢酸的相關報道，其原因在于普通太陽能加熱器對以水為主要介質的溶液進行加熱時效率太低，加熱需要的時間長，并且在日照良好的情況下，只能加熱到95°C左右，滿足不了對生產的要求。本發明利用釩鈦黑瓷太陽能板作為太陽能加熱裝置的集熱板，提高其加熱效率，同時，采用先將鈦白廢酸進行預加熱到50 90°C的技術手段，再利用太陽能加熱裝置產生的熱量作為真空蒸發槽的輔助熱源，嚴格控制其真空度和溫度， 實現了利用太陽能加熱濃縮鈦白廢酸的方案。本發明方法極大的減少廢酸濃縮中傳統能源的消耗，并大量去除廢酸中所含有的雜質，從而做到廢酸的重新利用，降低鈦白廢酸濃縮生產成本，同時拓展太陽能工業利用領域。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
對本發明做進一步的說明。本發明利用太陽能濃縮鈦白廢酸的方法，包括如下步驟a、利用太陽能加熱裝置對鈦白廢酸進行預加熱，使鈦白廢酸溫度達到50 90°C ；b、將預加熱后的鈦白廢酸送入配備有電加熱的真空蒸發槽進行濃縮；太陽能加熱裝置產生的熱量作為真空蒸發槽的輔助熱源，控制真空蒸發槽內的真空度為O. 06
O.09MPa，溫度為 60 90°C ;c、將濃縮后的鈦白廢酸冷卻至O I (TC，去除沉淀。 本領域技術人員可以理解的是，為了達到更好的濃縮效果，將鈦白廢酸的濃度根據需要提高到相應的高度，可以重復步驟b和C，因此，重復步驟b和c的技術方案也在本發明的保護范圍之內。優選的，為了提高加熱效率，上述方法所述太陽能加熱裝置的集熱板采用釩鈦黑瓷太陽能板。釩鈦黑瓷太陽能板內的加熱介質可采用導熱油，主要是為了提高熱介質所攜帶的熱量。優選的，上述方法控制真空蒸發槽內的真空度為O. 07 O. 08MPa。優選的，上述方法鈦白廢酸在真空蒸發槽內的濃縮時間為3 5h。下面通過實施例對本發明的具體實施方式
做進一步的說明，但并不因此將本發明的保護范圍限制在實施例之中。實施例一硫酸法鈦白粉生產中的廢酸IOOOml (比重I. 324g/l)(分析測定硫酸21. 2%)進入釩鈦黑瓷太陽能板的加熱裝置預加熱至90°C，隨后通過耐酸泵打到真空蒸發槽中，真空蒸發槽采用另一太陽能加熱裝置產生的熱量作為輔助熱源，控制真空度為O. 075MPa，反應時間4h，隨后將濃縮后的液體輸入廢酸冷卻管用冷凍鹽水(溫度為_20°C左右)冷卻至0°C，使大部分雜質晶體析出，將濃縮后的一次廢酸輸入另一真空蒸發槽進行二次蒸發，真空蒸發槽上的釩鈦黑瓷太陽能板內通導熱油，同時采用電加熱，控制導熱油溫度為250°C，保證廢酸液溫度達到70°C，反應4h后，停止濃縮，得到52%wt硫酸440ml。實施例二硫酸法鈦白粉生產中的廢酸IOOOml (比重I. 29g/l)(分析測定硫酸19. 6%)進入釩鈦黑瓷太陽能板加熱裝置預加熱至70°C，隨后通過耐酸泵打到真空蒸發槽中，控制真空壓力為O. 07MPa，反應時間4h，隨后將濃縮后的液體輸入廢酸冷卻管用冷凍鹽水(溫度為-20°C左右)冷卻至(TC，使大部分雜質晶體析出，將濃縮后的一次廢酸輸入另一真空蒸發槽進行二次蒸發，真空蒸發槽上的釩鈦黑瓷太陽能板內通導熱油，同時采用電加熱，控制導熱油溫度為250°C左右，保證廢酸液溫度達到60°C ^80°C，反應4h后，停止濃縮，得到51%wt 硫酸400ml。
權利要求
1.利用太陽能濃縮鈦白廢酸的方法，其特征在于包括如下步驟 a、利用太陽能加熱裝置對鈦白廢酸進行預加熱，使鈦白廢酸溫度達到50 90°C； b、將預加熱后的鈦白廢酸送入配備有電加熱的真空蒸發槽進行濃縮；太陽能加熱裝置產生的熱量作為真空蒸發槽的輔助熱源，控制真空蒸發槽內的真空度為O. 06 O. 09MPa，溫度為60 90°C ; C、將濃縮后的鈦白廢酸冷卻至O 10°C，去除沉淀。
2.根據權利要求I所述的利用太陽能濃縮鈦白廢酸的方法，其特征在于所述太陽能加熱裝置的集熱板采用釩鈦黑瓷太陽能板。
3.根據權利要求I或2所述的利用太陽能濃縮鈦白廢酸的方法，其特征在于控制真·空蒸發槽內的真空度為O. 07 O. 08MPa。
4.根據權利要求I或2所述的利用太陽能濃縮鈦白廢酸的方法，其特征在于鈦白廢酸在真空蒸發槽內的濃縮時間為3 5h。
全文摘要
本發明公開了一種可利用太陽能加熱濃縮鈦白廢酸的方法，屬于鈦白廢酸應用領域。該方法包括如下步驟a、利用太陽能加熱裝置對鈦白廢酸進行預加熱，使鈦白廢酸溫度達到50～90℃；b、將預加熱后的鈦白廢酸送入配備有電加熱的真空蒸發槽進行濃縮；太陽能加熱裝置產生的熱量作為真空蒸發槽的輔助熱源，控制真空蒸發槽內的真空度為0.06～0.09MPa，溫度為60～90℃；c、將濃縮后的鈦白廢酸冷卻至0～10℃，去除沉淀。本發明實現了利用太陽能加熱濃縮鈦白廢酸的方案，極大的減少廢酸濃縮中傳統能源的消耗，并大量去除廢酸中所含有的雜質，從而做到廢酸的重新利用，降低鈦白廢酸濃縮生產成本。
文檔編號C01B17/90GK102887487SQ201210365019
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者劉黔蜀, 張樹立, 楊紹利, 肖亮, 黃平, 吳恩輝, 侯靜, 李軍 申請人:攀枝花學院