本发明涉资源综合利用、清洁生产领域，特别涉及硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺。
背景技术：
硫酸法钛白装置生产过程中会产生大量酸性废水，据现有的生产装置获得的数据表明，每生产1t硫酸法钛白粉产生废水量为40～60t，同时不同工序排放的废水组分不同，其主要组分为硫酸、硫酸亚铁和硫酸钠，因此这些废水均不能直接排放。
目前大多数硫酸法钛白工厂均采用碱性物质中和的方法处理钛白废水，得到的中和产物为普通沉淀钛石膏和含铁滤液，但通过此方法获得的钛石膏含有大量铁离子水合物，其含水量高、粘度大，难以应用，堆放时不仅占用大量土地并且污染环境。
磷酸装置生产过程中要消耗硫酸和大量的水，其中硫酸是生产原料，水的消耗除产品酸带着一部分外，反应洗涤尾气排放的饱和水、磷石膏结晶水、磷酸浓缩循环水站蒸发水均要消耗水，另外，如果磷酸装置采用了湿法排渣工艺，在磷石膏堆场还会蒸发大量的水，而磷酸装置水的来源主要是原料磷矿或磷矿粉带入的水，硫酸带入的水，但数量非常有限，因此磷酸装置正常生产时是需要补充大量的水，根据现行磷酸装置的生产情况，每生产1t磷酸需补充水35～45t，浪费了大量的水资源。
因此，发明硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺来解决上述问题很有必要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，以解决上述背景技术中提出的根据现行磷酸装置的生产情况，每生产1t磷酸需补充水35～45t，浪费了大量的水资源的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，具体包括如下步骤：
s1：将硫酸法钛白装置一洗、二洗来的含1%的硫酸废水和酸解及煅烧尾气洗涤来的含2.5%的硫酸废水首先进入装置磷矿粉再浆槽，根据废水量，得到含磷矿浆含固量约45%，为了满足磷酸料浆对含水率的要求，增加一个旋流
浓密机，控制出口料浆含固量在54%左右，经过此工艺后，将硫酸法钛白装置排放的含1%和2.5%硫酸的废水消耗完毕，同时节约了磷酸装置矿浆制备需要补充的工艺水；
s2：首先将加入磷酸反应槽98%的硫酸根据比例与将来自硫酸法钛白装置一洗来的含25%硫酸废水混合，通过比例调节使得混合后的硫酸浓度为55%，混合在一个外环流混合器中进行，98%的硫酸混合稀释后发出大量的稀释热使得混合酸在循环管内流动，混合后的硫酸进入一个沉降槽，通过自然冷却到50℃，经冷却后的feso4进搅拌耙收集后由泥浆泵输送至压滤机6进行压滤分离出feso4，滤液是混合后的硫酸返回沉降槽，经过此工序后，将此废水中的硫酸全部利用，同时分离出了feso4；
s3：硫酸法钛白三洗初始含盐废水中含na2so4为1.5%，但废水量占硫酸法钛白废水排放量45%左右，为了更好地利用，可以使用膜分离进行简单的处理，得到11%的naso4浓相废水，磷酸装置一般均配有氟硅酸钠生产，分离后含naso4的浓废水通过泵可以直接输送至氟硅酸钠装置加以利用，同时产生的废水是稀硫酸溶液；
s4：硫酸法钛白装置循环水站、脱盐水站排放的含盐污水通过收集槽收集，用泵输送到磷酸过滤工段，替换磷石膏再浆补水。
优选的，所述s1中，经旋流浓密后的清液基本不含硫酸，可以作为磷酸装置浓缩循环水站补水使用。
优选的，所述s2中，沉降槽带一个转动的搅拌耙。
优选的，所述s2中，磷酸萃取反应理论上对硫酸浓度要求不太高，能正常维持反应槽温度即可，但过低浓度的硫酸会影响反应速度。
优选的，所述s2中，采用硫酸预混、真空蒸发降温和冷却工艺，可将现有高浓度的硫酸与此股废水混合提高硫酸浓度，同时通过自循环真空蒸发后外置冷却沉降分离出feso4。
优选的，所述s2中，外环流混合器自带一个闪蒸室，闪蒸室为负压，控制温度为85℃。
优选的，所述s3中，氟硅酸钠生产的主要原料是氟硅酸和钠盐，钠盐可以是nacl或na2so4，其中nacl因产生hcl废水难以处理而逐渐被淘汰。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明在分析硫酸法钛白各工序排放废水量及组分的基础上，针对磷酸装置用水的特点，把握磷酸的生产过程中硫、磷、水的平衡关系，遵循分质、梯级利用的原则，最大限度地利用硫酸法钛白装置排放的废水和硫酸、钠资源，使硫钛磷生产一体化，最终达到水、硫、钠资源的综合利用，硫钛磷一体化装置污水的零排放。
2、本发明中硫酸法钛白装置循环水站、脱盐水站排放的含盐污水主要组分是cod、含钙、铁的硫酸盐，这些组分与磷酸反应产物磷石膏的组分比较类似，磷石膏再浆时除了利用部分从渣场返回的水外，由于渣场的蒸发和磷石膏沉降夹带水，因此返回的水远小于再浆时补充的水，所以再浆要补充大量的水，因此正好可以使用硫酸法钛白装置循环水站、脱盐水站排放的含盐污水。
3、本发明中利用磷矿可以和硫酸反应的原理，将含1%和2.5%的稀硫酸废水替换磷矿浆制浆用的工艺水，废水中硫酸与磷矿发生反应被消耗，剩下的水一部分进入矿浆系统，另外一部分经旋流浓密器后在上层作为澄清也排出，排除的水不含硫酸，仅含有部分钙盐，作为磷酸浓缩循环水站补充使用。
4、本发明中硫酸法钛白三洗含盐废水在钛白装置进行初步处理后，得到150g/lna2so4废水，使用na2so4进行氟硅酸钠的生产，不影响现有装置的操作，同时产生的母液中含有一定量的稀h2so4，做到综合循环利用。
5、本发明中磷酸萃取反应理论上对硫酸浓度要求不太高，能正常维持反应槽温度即可，但过低浓度的硫酸会影响反应速度，同时此废水中含有feso4，如直接使用将影响磷酸装置后续工序的正常操作，因此feso4必须要在使用前分离出，本发明采用硫酸预混+真空蒸发降温+冷却工艺，将现有高浓度的硫酸与此股废水混合提高硫酸浓度，同时通过自循环真空蒸发后外置冷却沉降分离出feso4。
附图说明
图1为本发明1%、2.5%含硫酸废水利用流程图；
图2为本发明25%含硫酸废水利用流程图；
图3为本发明硫酸法钛白三洗处理流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-3所示的硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，具体包括如下步骤：
s1：将硫酸法钛白装置一洗、二洗来的含1%的硫酸废水和酸解及煅烧尾气洗涤来的含2.5%的硫酸废水首先进入装置磷矿粉再浆槽，根据废水量，得到含磷矿浆含固量约45%，为了满足磷酸料浆对含水率的要求，增加一个旋流浓密机，控制出口料浆含固量在54%左右，经过此工艺后，将硫酸法钛白装置排放的含1%和2.5%硫酸的废水消耗完毕，同时节约了磷酸装置矿浆制备需要补充的工艺水；
同时，经旋流浓密后的清液基本不含硫酸，可以作为磷酸装置浓缩循环水站补水使用；
s2：首先将加入磷酸反应槽98%的硫酸根据比例与将来自硫酸法钛白装置一洗来的含25%硫酸废水混合，通过比例调节使得混合后的硫酸浓度为55%，混合在一个外环流混合器中进行，98%的硫酸混合稀释后发出大量的稀释热使得混合酸在循环管内流动，混合后的硫酸进入一个沉降槽，通过自然冷却到50℃，经冷却后的feso4进搅拌耙收集后由泥浆泵输送至压滤机6进行压滤分离出feso4，滤液是混合后的硫酸返回沉降槽，经过此工序后，将此废水中的硫酸全部利用，同时分离出了feso4；
另外，沉降槽带一个转动的搅拌耙；
接着，磷酸萃取反应理论上对硫酸浓度要求不太高，能正常维持反应槽温度即可，但过低浓度的硫酸会影响反应速度；
并且，采用硫酸预混、真空蒸发降温和冷却工艺，可将现有高浓度的硫酸与此股废水混合提高硫酸浓度，同时通过自循环真空蒸发后外置冷却沉降分离出feso4；
更为具体的，外环流混合器自带一个闪蒸室，闪蒸室为负压，控制温度为85℃；
s3：硫酸法钛白三洗初始含盐废水中含na2so4为1.5%，但废水量占硫酸法钛白废水排放量45%左右，为了更好地利用，可以使用膜分离进行简单的处理，得到11%的naso4浓相废水，磷酸装置一般均配有氟硅酸钠生产，分离后含naso4的浓废水通过泵可以直接输送至氟硅酸钠装置加以利用，同时产生的废水是稀硫酸溶液；
还需说明的是，氟硅酸钠生产的主要原料是氟硅酸和钠盐，钠盐可以是nacl或na2so4，其中nacl因产生hcl废水难以处理而逐渐被淘汰；
s4：硫酸法钛白装置循环水站、脱盐水站排放的含盐污水通过收集槽收集，用泵输送到磷酸过滤工段，替换磷石膏再浆补水。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
s1：将硫酸法钛白装置一洗、二洗来的含1%的硫酸废水和酸解及煅烧尾气洗涤来的含2.5%的硫酸废水首先进入装置磷矿粉再浆槽，根据废水量，得到含磷矿浆含固量约45%，为了满足磷酸料浆对含水率的要求，增加一个旋流浓密机，控制出口料浆含固量在54%左右，经过此工艺后，将硫酸法钛白装置排放的含1%和2.5%硫酸的废水消耗完毕，同时节约了磷酸装置矿浆制备需要补充的工艺水；
s2：首先将加入磷酸反应槽98%的硫酸根据比例与将来自硫酸法钛白装置一洗来的含25%硫酸废水混合，通过比例调节使得混合后的硫酸浓度为55%，混合在一个外环流混合器中进行，98%的硫酸混合稀释后发出大量的稀释热使得混合酸在循环管内流动，混合后的硫酸进入一个沉降槽，通过自然冷却到50℃，经冷却后的feso4进搅拌耙收集后由泥浆泵输送至压滤机6进行压滤分离出feso4，滤液是混合后的硫酸返回沉降槽，经过此工序后，将此废水中的硫酸全部利用，同时分离出了feso4；
s3：硫酸法钛白三洗初始含盐废水中含na2so4为1.5%，但废水量占硫酸法钛白废水排放量45%左右，为了更好地利用，可以使用膜分离进行简单的处理，得到11%的naso4浓相废水，磷酸装置一般均配有氟硅酸钠生产，分离后含naso4的浓废水通过泵可以直接输送至氟硅酸钠装置加以利用，同时产生的废水是稀硫酸溶液；
s4：硫酸法钛白装置循环水站、脱盐水站排放的含盐污水通过收集槽收集，用泵输送到磷酸过滤工段，替换磷石膏再浆补水。
2.根据权利要求1所述的硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，其特征在于：所述s1中，经旋流浓密后的清液基本不含硫酸，可以作为磷酸装置浓缩循环水站补水使用。
3.根据权利要求1所述的硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，其特征在于：所述s2中，沉降槽带一个转动的搅拌耙。
4.根据权利要求1所述的硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，其特征在于：所述s2中，磷酸萃取反应理论上对硫酸浓度要求不太高，能正常维持反应槽温度即可，但过低浓度的硫酸会影响反应速度。
5.根据权利要求1所述的硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，其特征在于：所述s2中，采用硫酸预混、真空蒸发降温和冷却工艺，可将现有高浓度的硫酸与此股废水混合提高硫酸浓度，同时通过自循环真空蒸发后外置冷却沉降分离出feso4。
6.根据权利要求1所述的硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，其特征在于：所述s2中，外环流混合器自带一个闪蒸室，闪蒸室为负压，控制温度为85℃。
7.根据权利要求1所述的硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，其特征在于：所述s3中，氟硅酸钠生产的主要原料是氟硅酸和钠盐，钠盐可以是nacl或na2so4，其中nacl因产生hcl废水难以处理而逐渐被淘汰。
技术总结
本发明公开了硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺，涉及到资源综合利用、清洁生产领域，具体包括如下步骤：S1：将硫酸法钛白装置一洗、二洗来的含1%的硫酸废水和酸解及煅烧尾气洗涤来的含2.5%的硫酸废水首先进入装置磷矿粉再浆槽，根据废水量，得到含磷矿浆含固量约45%，为了满足磷酸料浆对含水率的要求，增加一个旋流浓密机，控制出口料浆含固量在54%左右，经过此工艺后，将硫酸法钛白装置排放的含1%和2.5%硫酸的废水消耗完毕。本发明能够达到水、硫、钠资源的综合利用，硫钛磷一体化装置污水的零排放，且可以使用硫酸法钛白装置循环水站、脱盐水站排放的含盐污水，同时排除的水不含硫酸，仅含有部分钙盐，作为磷酸浓缩循环水站补充使用。
技术研发人员：张思强;洪金武;吴双月
受保护的技术使用者：东华工程科技股份有限公司
技术研发日：2020.11.27
技术公布日：2021.03.30
声明：
“硫钛磷一体化处理硫酸法钛白装置废水工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：东华工程科技股份有限公司
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2024年05月24日 ~ 26日 
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