一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法
【專利摘要】本發明公開了一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，它是先將堿溶濾液濃縮制得TiO2濃度不低于140g/L的稠漿，然后再將該稠漿與硫酸混合并加熱使其充分反應，然后加入待包膜的二氧化鈦料漿中進行鈦包膜。與現有技術相比，本發明不僅回收利用了堿溶濾液中的鈦，防止了資源的浪費，而且將該堿溶濾液用于高光澤、高亮度的金紅石型鈦白粉生產的包膜工序，提供了鈦包膜劑的另一原料，解決了單獨使用偏鈦酸制備鈦包膜劑帶來的高成本的后果，降低了制備鈦白粉的包膜成本。
【專利說明】一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及鈦白粉生產【技術領域】，具體涉及一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法。

【背景技術】
[0002] 在硫酸法制備金紅石型二氧化鈦的生產過程中，偏鈦酸煅燒時需要加入煅燒晶 種，所謂的煅燒晶種一般使用合格的二洗漿料與濃堿反應、洗滌后得到鈦酸鈉(這一過程俗 稱堿溶)，鈦酸鈉再與鹽酸反應制得。堿溶時所得的鈦酸鈉混合液用水洗滌壓濾，壓濾時部 分鈦和堿隨壓濾液流出，該壓濾液通常稱為堿溶濾液。如果堿溶濾液不加以回收利用而直 接外排，不僅會造成鈦和堿的損失而增加生產成本，而且還會增大污水處理難度，如若處理 不當極易造成環境污染。部分企業將堿溶濾液用于煅燒尾氣噴淋，以便利用濾液中堿中和 煅燒酸性尾氣，但濾液中的Ti0 2仍未被回收利用。
[0003] 為了提高鈦白粉的耐候性，改善二氧化鈦的光澤度、分散度等性能，通常需要對 Ti〇2進行表面包膜處理。無機包膜通常包括鈦、鋁、硅、鋯包膜等，鈦包膜的主要目的在于通 過對二氧化鈦粒子表面進行處理，提高二氧化鈦的光澤、亮度等，彌補二氧化鈦粒子光化學 活性的缺陷。一般工廠進行鈦包膜是用偏鈦酸與濃硫酸控制在一定比例，在適當的溫度下 反應制得鈦包膜劑用于包膜，此方法單獨用偏鈦酸制備鈦包膜劑成本較高。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種回收利用堿溶濾液中鈦 的方法。
[0005] 為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的： 一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，包括以下生產步驟： (1) 將硫酸法制備金紅石型二氧化鈦工藝中的堿溶濾液經濃縮制得Ti02濃度不低于 140g/L的稠漿； (2) 將步驟（1)所得稠漿與90%濃硫酸混合并加熱使其充分反應制得硫酸氧鈦溶液； (3) 將步驟（2)所得溶液加入待包膜的二氧化鈦料漿中進行鈦包膜。
[0006] 其中，上述方法步驟（1)中濃縮的具體方式是采用稠厚器沉降，在現有技術中有采 用西恩沉降器進行沉降的方式，采用西恩沉降方式雖然濃縮效果更好，但是西恩沉降成本 較高，不僅需要定期更換濾布，還需要及時更換濾料，否則容易出現堵網現象，過濾效果大 大降低。本發明采用稠厚器沉降雖然不及西恩濃縮效果，但是稠厚器單靠重力作用進行沉 降可以保證制得的稠漿濃度按110 2計不低于140g/L，該濃度已經可以達到本發明的發明目 的，因此本發明采用稠厚器沉降既保證了發明效果，也降低了使用成本，經濟性更強。
[0007] 同時發明人對本發明所得稠漿中Ti〇2用于鈦包膜進行了可行性分析。該稠漿主 要是經過堿溶壓濾后沉降所得。首先對進行堿溶的主要原料NaOH溶液進行分析，從廠家提 供的NaOH檢測報告中發現以下物質對鈦白粉生產有較大影響： 1.鐵：42%的液堿出廠指標三氧化鐵含量< 0. 002%，堿溶時堿鈦比為1. 5:1，則1噸偏 鈦酸中（以Ti02計）由42%的液堿帶入的鐵為22. 8ppm，在堿溶壓濾鐵附著在鈦酸鈉表面一 起穿濾，堿溶濾液經檢測鐵鈦比為18ppm，與理論值基本一致。包膜時硫酸氧鈦（以1102計） 加量為4%，則由此帶入1噸成品中的鐵含量為0. 9ppm，只占產品中Fe ( 2014年四川龍蟒 集團有限責任公司R996成品Fe平均數據為34ppm)含量的3%，因此本發明帶入成品中的鐵 不會影響到產品性能。
[0008] 2.重金屬Hg等：鈦白粉中重金屬影響鈦白粉極限含量為0. 00015%，經計算由本發 明帶入1噸產品當中的重金屬為0. 00006% < 0. 00015%，故不會對產品性能造成影響。
[0009] 其次對進行堿溶的另一主要原料二洗后的偏鈦酸進行分析，經過二洗后的偏鈦酸 中以鐵為雜質代表的其含量控制在20ppm以下，經過堿溶壓濾洗滌后鐵含量會更低，因此 不會影響后續包膜產品質量。同時堿溶過程發生以下反應：H 2Ti03+4Na0H===Na4Ti04+3H 20， 經堿溶壓濾，生成的Na4Ti04部分會隨洗水流入濾液中，經檢測濾液中Ti0 2含量為 2. 5-3. 0%，此部分Ti02經稠厚器沉降后全部進入稠漿中進行二次壓濾。而NaOH經稠厚器 沉降后直接進入上層清液用于煅燒尾氣噴淋。
[0010] 進一步的，硫酸法生產鈦白粉包膜過程中，一般包膜劑濃度控制在90?120g/l左 右，濃度太高，造成體系粘度過大，生產裝置攪拌不勻，不利于Ti〇 2包覆。濃度太低，包膜劑 容易自身水解生成沉淀影響包膜致密度，造成Ti〇2酸溶率偏高，耐候性降低。因此步驟（1) 中所述稠漿中Ti0 2的濃度為150-170g/L，在加入4?5倍質量的90%濃硫酸酸溶后，剛好 可制得濃度為l〇〇-ll〇g/l (以Ti02濃度計）的硫酸氧鈦溶液，滿足鈦包膜過程中包膜劑濃 度控制要求。
[0011] 其中，上述方法步驟（2)中，稠漿與濃硫酸的配比為：硫酸中H2S04的質量：稠漿中 Ti02的質量=4?5 : 1,保證酸溶完全并且不浪費硫酸。
[0012] 其中，上述方法步驟（3)的配比關系為：步驟（2)所得溶液中Ti02的質量：待包膜 的二氧化鈦料漿中Ti0 2的質量=4 : 100,可以保證二氧化鈦能夠均勻的分散在其原級粒子 上，彌補其光化學活性的缺陷，達到理想的鈦包膜效果。
[0013] 本發明中所述Ti02濃度是指物料中所含的Ti以Ti02計的濃度，所述Ti0 2質量是 指物料中所含的Ti以Ti〇2計的質量。
[0014] 本發明方法具體可以按照以下步驟實施：（1)采用稠厚器將硫酸法制備金紅石型 二氧化鈦工藝中的堿溶濾液沉降，制得Ti0 2濃度為150-170g/L的稠漿；（2)向步驟（1)所 得稠漿中加入濃度為90%的硫酸，硫酸中H2S0 4的質量為稠漿中Ti02的質量的4?5倍，力口 入硫酸的同時攪拌，硫酸加入完畢后加熱至135°C并保持20-30分鐘，使稠漿與硫酸充分反 應，得到濃度為100 - ll〇g/l的硫酸氧鈦溶液，待用；（3)將待包膜的砂磨二氧化鈦漿料放 入包膜槽中，升溫至50-60°C，用堿液調節漿料的pH值至8-10,將步驟（2)所得溶液泵入包 膜槽，泵入的量為步驟（2)所得溶液中Ti0 2的質量：待包膜的二氧化鈦料漿中Ti02的質量 =4 . 100,加完以后熟化30分鐘即完成欽包|旲過程。
[0015] 現有技術中堿溶濾液通常用于煅燒尾氣噴淋，導致了濾液中二氧化鈦損失。雖然 堿溶濾液中鈦含量非常低，通常以Ti0 2計在70-80g/L左右，但是發明人發現，通過適當的 濃縮方法，將堿溶濾液濃縮制成Ti02濃度不低于140 g/L的稠漿，然后向其中加入適當的 硫酸，在適宜的溫度下酸溶制得硫酸氧鈦溶液，就可用于砂磨二氧化鈦漿料的鈦包膜。
[0016] 與現有技術相比，本發明不僅回收利用了堿溶濾液中的鈦，防止了資源的浪費，而 且將該堿溶濾液用于高光澤、高亮度的金紅石型鈦白粉生產的包膜工序，提供了鈦包膜劑 的另一原料，解決了單獨使用偏鈦酸制備鈦包膜劑帶來的高成本的后果，降低了制備鈦白 粉的包膜成本。本發明采用稠厚器進行濃縮，可以充分提高鈦的回收率，使濃縮得到的漿料 鈦含量高，解決了堿溶濾液因為鈦含量低而得不到利用的問題。本發明通過對各工藝環節 參數的控制，使最終得到的包膜劑用于包膜得到的產品顏料性能與單獨使用偏鈦酸制得的 包膜劑用于包膜得到的產品顏料性能沒有明顯差異，完全符合高光澤、高亮度的金紅石型 鈦白粉的生產需要。

【具體實施方式】
[0017] 為了更加清楚的理解本發明的目的、技術方案及有益效果，下面結合具體實施方 式對本發明做進一步的說明，但并不將本發明的保護范圍限定在以下實施例中。在不脫離 本發明上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更， 均應包括在本發明的范圍內。
[0018] 實施例1 : 鈦白粉堿溶濾液用于鈦包膜的具體操作步驟如下： (1)將濃度為70g/L (以Ti02計）的堿溶壓濾濾液泵入稠厚器進行沉降，下層稠漿泵入 稠漿收集槽，將其濃度調配為150gTi02/L，取該稠漿10L，攪拌lOmin后加入4倍于Ti02質 量的90%硫酸6. 6kg，加熱至135°C并保溫30min，用循環水將物料冷卻至5(T60°C，制得濃 度為l〇〇g/l (以Ti02計）的硫酸氧鈦溶液。
[0019] (2)將Ti02濃度為25%的砂磨料漿100kg放入包膜槽，升溫至50°C，用配制好的 堿液將pH調至8.5,在lh內加入上述稀釋后的溶液9. 3L，并維持pH在8?10。加完以后熟 化30min，將溫度升至90°C，在30min內加入配制好的硅酸鈉溶液（12%)5. 2kg，加完以后熟 化30min，再用稀硫酸將終點pH調至5. 5,熟化lh后去三洗、閃干、氣粉。
[0020] 實施例2 : (1)將濃度為70g/l (以Ti02計）的堿溶壓濾濾液泵入稠厚器進行沉降，下層稠漿泵入 稠漿收集槽，將其濃度調配為160gTi02/L，取含Ti02的稠漿10L，攪拌lOmin后加入4. 5倍 于Ti02質量的90%硫酸8kg，加熱至135°C并保溫30min，用循環水將物料冷卻至5(T60°C， 制得濃度為l〇5g/l (以Ti02計）的硫酸氧鈦溶液。
[0021] (2)將Ti02濃度為26. 5%的砂磨料漿100kg放入包膜槽，升溫至50°C，用配制好 的堿液將PH調至8.5,在lh內加入上述稀釋后的溶液9. 8L，并維持pH在8?10。加完以后 熟化30min，將溫度升至90°C，在30min內加入配制好的硅酸鈉溶液（12%)5. 5kg，加完以后 熟化30min，再用稀硫酸將終點pH調至6. 0,熟化lh后去三洗、閃干、氣粉。
[0022] 實施例3 : (1)將濃度為80g/l (以Ti02計）的堿溶壓濾濾液泵入稠厚器進行沉降，下層稠漿泵入 稠漿收集槽，將其濃度調配為170gTi02/L，取含Ti02的稠漿10L，攪拌lOmin后加入5倍于 Ti02質量的90%硫酸9. 4kg，加熱至135°C并保溫30min，用循環水將物料冷卻至5(T60°C， 制得濃度為ll〇g/l (以Ti02計）的硫酸氧鈦溶液。
[0023] (2)將Ti02濃度為24. 8%的砂磨料漿100kg放入包膜槽，升溫至50°C，用配制好 的堿液將pH調至8.5,在lh內加入上述稀釋后的溶液9. 1L，并維持pH在8~10。加完以后
【權利要求】
1. 一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：包括以下步驟： (1)將硫酸法制備金紅石型二氧化鈦工藝中的堿溶濾液經濃縮制得Ti02濃度不低于 140g/L的稠漿； (2 )將步驟（1)所得稠漿與90%濃硫酸混合并加熱使其充分反應； (3)將步驟（2)所得溶液加入待包膜的二氧化鈦料漿中進行鈦包膜。
2. 根據權利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（1) 中，濃縮的具體方式是采用稠厚器進行沉降。
3. 根據權利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（1) 中，所述稠漿中Ti02的濃度為150-170g/L。
4. 根據權利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（2) 中，稠漿與硫酸的配比為：硫酸中H2S0 4的質量：稠漿中Ti02質量=4?5 : 1。
5. 根據權利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（2)中 制得的溶液濃度以Ti02濃度計為100-110g/L。
6. 根據權利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（2)中 加熱溫度為135°C。
7. 根據權利要求1所述的一種回收利用堿溶濾液中鈦的方法，其特征在于：步驟（3)的 配比關系為步驟（2)所得溶液中Ti02質量：待包膜的二氧化鈦料漿中Ti0 2質量=4 : 100。
【文檔編號】C01G23/047GK104098131SQ201410347648
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】楊萬梅, 姚恒平, 鐘小英, 劉不盡 申請人:四川龍蟒鈦業股份有限公司