硫酸法制钛白粉污水处理方案
硫酸法钛白生产过程中的酸性废水用于磷矿预处理的工艺
硫酸法钛白生产过程中的酸性废水用于磷矿预处理的工艺摘要：硫酸法钛白生产中，每生产1t钛白约产生含硫酸质量分数为2.5%左右的废水40t左右，废水的治理是解决钛白生产环境污染的一项重要工作。
利用钛白生产过程中产生的酸性废水对磷矿进行预处理，脱除磷矿中碳酸盐，减少酸性废水中和成本和降低磷矿萃取用硫酸消耗量，提高磷矿品位的方法。
该工艺包括磷矿磨矿，分级，碳酸盐脱除，过滤，滤液中和等过程。
95%过100目的磷矿，在预处理槽中与温度为40～60℃，pH值为2～4的酸性废水反应30～90分钟后，过滤矿浆。
所得的磷矿镁含量下降70～95%，磷损失率在1～3%以内。
滤液经过石灰中和至pH值7～9后排放。
关键词：钛白废酸环境保护治理浓缩国家发改委2005年12月7日发布了《促进产业结构调整暂时规定》，同时下发了《产业结构调整指导目录》，目录分为鼓励类、限制类和淘汰三类。
按照规定，氯化法钛白生产属于鼓励类，而以钛精矿为原料硫酸法钛白生产属于限制类，环境污染是制约其发展的主要原因。
中国的科技工作者在长期的生产和实践中已经成功地解决了硫酸法钛白生产中的废气[1，2]、废渣[3]和废水[4]对环境造成的影响。
硫酸法钛白生产中，每生产1t钛白约产生含硫酸质量分数为2.5%左右的废水40t左右。
目前我国的钛白生产除攀钢集团锦州钛业有限公司15kt/a生产装置采用氯化法生产外，其余厂家均采用硫酸法生产。
因此，废水的治理与综合利用是解决硫酸法钛白环境污染和企业生存的一项重要的工作。
酸性废水主要来源于钛白生产装置各工段：如酸解、水解、水洗、漂洗、煅烧等、大多为酸性并含有少量SS。
一、工艺技术方案湿法磷酸生产所用的磷矿中镁主要以碳酸盐形式存在，在湿法生产过程中会全部进入湿法磷酸中，会对磷酸盐产品质量产生影响。
国内外采用浮选和湿法除镁两类工艺。
前者存在设备投资大，工艺流程长，单位成本高的弊端。
国内对于湿法脱镁路线进行了大量的研究，目前已有各类专利如使用酸性镁盐溶液作为洗涤剂脱镁，将二氧化硫气体或亚硫酸处理磷矿脱镁，使用脱镁捕收剂脱镁或直接配制稀酸脱镁等方法。
硫酸法生产钛白粉的废水治理措施
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目录
• 硫酸法生产钛白粉概述 • 废水治理技术及方法 • 废水治理措施及效果评估 • 废水治理过程中存在的问题及
解决方案 • 未来发展趋势及展望
01
硫酸法生产钛白粉概述
硫酸法生产钛白粉工艺流程
原料准备
将钛矿粉、硫酸等原料 按照一定比例混合，经 过研磨、溶解等工序制
废水特点
废水中的主要污染物为硫酸、硫酸盐 、氟离子等，具有强酸性、高浓度、 高含盐量等特点，对环境和生态造成 严重影响。
02
废水治理技术及方法
物理处理法
01
02
03
பைடு நூலகம்沉淀法
通过添加化学药剂使废水 中的重金属离子发生沉淀 ，从而降低废水中重金属 离子的浓度。
过滤法
通过过滤设备将废水中的 悬浮物、颗粒物等杂质去 除，提高废水水质。
成钛白浆料。
氧化处理
将钛白浆料在高温高压 下进行氧化反应，生成
二氧化钛。
洗涤和分离
对生成的二氧化钛进行 洗涤和分离，去除杂质
。
干燥和粉碎
对洗涤后的二氧化钛进 行干燥和粉碎，得到钛
白粉产品。
废水产生原因及特点
废水产生原因
硫酸法生产钛白粉过程中，会产生大 量的酸性废水，主要来源于原料准备 、氧化处理和洗涤分离等工序。
吸附法
利用吸附剂的吸附作用将 废水中的有机物、重金属 离子等污染物吸附在表面 ，达到净化水质的目的。
硫酸法钛白废水处理的设计注意事项
硫酸法钛白废水处理的设计注意事项
一、硫酸法钛白废水处理设计要点
1、根据废水中锰和钛的浓度，选择最佳的处理方案。
2、根据废水中杂质物质数量，确定正确的活性污泥处理技术。
3、根据废水中水质条件，选择最佳的氧化性处理技术。
4、测试废水中油脂成分，以确定活性污泥的最佳处理药剂。
5、对废水中有害物质浓度以及处理效果，确定预处理工艺及投加的药剂量。
1、设计中需要考虑废水的去除效率，净化效果要达到环保标准。
2、应考虑处理工艺、处理效率及处理过程中的投加药剂量，以保证活性污泥的有效运行。
3、应考虑处理过程中的能量消耗，以降低处理过程的经济性和环境污染。
4、应考虑废物的排放标准，以确保废水处理后的排放浓度不超过规定值。
5、考虑废水处理过程的投加药剂的成本，尽可能选择低成本的处理工艺以降低成本。
6、考虑废水中沉积物的回收，尽可能利用废物中有价值的物质。
7、考虑废水处理过程后的污泥处置，应避免对环境造成的污染。
硫酸法钛白粉生产过程中废酸和废水的治理
当代化工研究Modem Chemical Research 2021•门本刊特稿硫酸法钛白粉生产过程中废酸和废水的治理*陈海平胡越桂晨冉丁文娟（安徽金星钛白（集团）有限公司安徽243000）摘耍：硫酸法生产钛白粉，无论采用钛精矿作为原料，还是采用高钛渣为原料均要产生大量餉稀硫酸，一吨钛白粉要生产5.0-6.5吨18%-23%左右浓度的稀废酸.近年来随着人们的环保意识增强，国内外对环境污■染控制越来越严，大多数硫酸法生产厂家对废酸的治理难以达到环保要求而面临停产、减产和转产时困境，因此，如何将这些废酸进行综合利用和治理，以降低生产成本和达到达标排放，直接关系到硫酸钛白生产企业的生存和发展，以及我国钛白粉工业在世界钛白市场上的地位.关键词：硫酸法；钛白粉；废酸和废水中国方类号：TQ111.1文献标识码：ATreatment of Waste Acid and Waste Water in Production of Titanium Dioxide by SulfuricAcid ProcessChen Haiping,Hu Yue,Gui Chenran,Ding Wenjuan(Anhui Jinxing Titanium White(Group)Co.,Ltd.,Anhui,243000)Abstract:Sulfuric acid production of t itanium dioxide,whether using titanium concentrate as raw material,or using high titanium slag as raw material to produce a large number of d ilute sulfuric acid,a ton of t itanium dioxide to produce5.0-6.5tons of d ilute waste acid concentration of a bout18%-23%.In recent years,as people's awareness of e nvironmental protection has increased,environmental pollution control at home and abroad has become more and more stringent.Most sulphuric acid p rocess manufacturers are unable to meet environmental p rotection requirements f or the treatment of w aste acid and are f acing the dilemma of p roduction suspension,production reduction and conversion.Therefore,how to manage the comprehensive utilization of t he waste acid and g overnance,to reduce p roduction costs and achieve national standards,is directly related to enterprise survival and development of t itanium white p roduction ofsulfuric acid and titanium dioxide industry in China's p osition in the market of t itanium white in the world.Key words：sulfuric acid methods titanium dioxide\waste acid and y^aste water当前我国的金红型钛白粉并不具备明显的竞争优势，这一方面是由于我国的钛白粉生产技术并未达到国外的先进水准，产品质量相比于国外产品具有一定的差距。
硫酸法钛白粉生产过程中废酸和废水的治理
’
相 、偏高 带蓝相 。 以废 酸 生 成 铁 系颜 料 ，工 艺 简 单 ， 比较 符 合 我 国 国
情。
１４ 氨 中 和 生 产 硫 酸 铵 和 硫 酸 亚 铁 铵 肥 料 ，
酸性废 水一 调节 池
机一 泥饼 滤液
以氨 中 和生 产肥 料 的方 法 是 １ ３本界 化 学公 司所 采 用 的 方 法 ，我 国专 利 ９ １ ６ ２ ６中也 有 类 似 界 化 学 公 司 的 方 ７ ０ ４ ９， 法 ，该 专 利介 绍 的方 法 是 在废 酸 中加 入硫 酸 亚 铁 ，直 接 向 此混 合 液 中通 入 液氨 ，然 后将 此 物 料 直接 喷 雾 干燥 ，可 以
右 ．此外还 含有 少量 的硫酸 亚铁 和钛 白粉 。
得到 硫 酸 铵 和硫 酸 亚铁 铵 。此 外 还 有 以废 酸 生 产液 体 硫 酸
酸性 废水 处理工 艺流 程图
根 据 市级 环境 监 测 站对 我 省硫 酸 法钛 白粉厂 酸性 废 水
治理设施 的监 测 ，其治 理效果 如 下表所 示 ：
胺 的方 法 ，淄博 钴 业有 限公 司 钛 白粉 生 产线 对 此 成功 进 行 了中试 。该 方法 是 将 废 酸在 中 和槽 以氨 水进 行 中和后 ，然 后 进 入一 级 曝 气槽 中 ，以少 量 压缩 空 气进行 搅 拌 ，使硫 酸 和氨 充分反 应 ，并使 Ｆ ｅ 转化 成 为 Ｆ ，此 时 水 中仍含 有少 ｅ 量 硫酸 和 Ｆ ｅ ，因此设二 级 中和 、曝气 和过 滤 ，从 而得 到合
等 工序 。
生 成 的一 水 硫酸 亚 铁 堵塞 蒸 发器 的列 管 未能 投 入工 业 化 生
产。
１ 废酸 的治理 工艺
关于硫酸法钛白粉生产工艺中废水处理的研究
科学论坛幸福生活指南170幸福生活指南关于硫酸法钛白粉生产工艺中废水处理的研究张先明南京钛白化工有限责任公司 江苏 南京 210000摘 要：硫酸法钛白粉生产是一个工序繁多的过程，在生产过程中会产生大量酸性废水，如若处理方法不当会对环境带来巨大影响。
以下内容将具体分析硫酸法钛白粉生产工艺，结合废水产生的来源探讨如何合理处理硫酸法钛白粉生产工艺中产生的废水。
关键词：硫酸法钛白粉；生产工艺；废水处理引言目前，我国积极打造环境友好型、经济发展型社会。
在众多环境问题中，水资源污染问题是一个较为严重的问题。
硫酸盐废水会影响土壤和水体酸碱度，从而影响周围环境，因此，解决水污染问题首先需解决硫酸盐污染问题，对盐酸法钛白粉生产工艺进行深入探讨。
一、硫酸法钛白粉生产工艺概述 硫酸法钛白粉生产工艺是生产钛白粉的一种基本形式，也是我国广泛使用的一种生产工艺，其生产过程如下。
首先，借助硫酸将粉碎的钛铁矿进行分解，被分解的钛铁矿和硫酸会形成可溶性硫酸盐混合溶液，随之放置于沉降槽内。
第二步，在沉降槽内放入沉降剂，沉降剂的作用是将混合溶液内的悬浮物和胶体物质进行分离。
分离结束后，上层的溶液可直接进入结晶工序，冷却形成结晶；下层的溶液仍为混浊状态，需继续进行过滤分离。
经过冷却的上层溶液可形成晶体和钛液两种物质，逐步进行过滤和浓缩便可得到纯净度高、浓度高的钛液。
将高浓度的钛液放置于酸性环境下并对其进行加热水解，在反复挂片、水洗和漂白后可得到高浓度偏钛酸料浆[1]。
最后，将高浓度的偏钛酸料浆进行煅烧和研磨之后便可得到最终成品钛白粉。
由此可见，使用硫酸法进行钛白粉生产工序繁多，但对技术要求并不高，是我国钛白粉生产的主要生产工艺。
二、硫酸法钛白粉生产过程中废水的产生简析 （一）废水的来源通过分析硫酸法钛白粉的生产工序不难发现，整个生产工艺中产生废水的环节在于水洗工序，探究缘由在于酸解、水解以及漂白过程中需要添加大量硫酸和水。
高浓度的偏钛酸料浆无法直接投入使用，需要进行洗涤将其中的金属离子等不必要的物质洗去，用水量巨大，而使用后的水中已然含有硫酸等酸性物质，一经排放不仅会影响水体和土壤的酸碱度，而且会对生态环境产生一定损伤。
硫酸法制钛白粉污水处理方案(优.选)
硫酸法制钛白污污水处理全程解决方案1.1治污原则1）依据公司方生产条件及技术要求，全部满足生产前提下，尽量选用最新科研成果，选新设备，新工艺，降低投资，优化处理工艺，吨水处理费用使公司用得起、用得省，治污又增效。
2）设计留有余地，便于应付突发事故。
3）处理工艺不应产生新污染源，实现清洁生产。
4）坚持四好原则：处理稳定性好、工艺控制灵活性好、工程实施可行性好、系统优化整体性好1.2治污策略用户治污战略决策是选准拥有切实可行的新技术持有单位做战略合作伙伴，选准则事半功倍，否则是劳民伤财，这就是科学是生产力的魅力所在。
节能降耗改造离不开先进的、适用的新技术。
钛白粉行业产生污水量多、浓度波动大，难于处理达标污水，采用碳酸钙+石灰或电石膏中和，PH 值及SS合格率低，中和剂利用率低，造成处理成本高，是行业普遍存在的问题，必须选用先进的处理技术，以改变这一落后状况。
简单的常见“病”，企业一般自己“治”，而碰上这种高难度“病”，还是要找高明一些的专业“医生”。
水处理专业是一门多领域、跨学科的新兴综合性边缘学科。
工程项目的完成还要涉及工艺设计、技术研发、制造施工、检验调试及维护操作各专业单位的通力合作，他们分属不同行业，难于统一和衔接，一项措施不到位，再好技术也难于达到最佳效果。
水处理研究所是一家成立近三十年集科研设计、制造、施工、调试、培训为一体的专业化科研实体队伍，自身建有完整的水处理工程体系，以工程效益最大化为目的，全过程控制质量、工艺、检验和监督，可保证所从事的工程都具有科学性、经济型、安全性及技术性均在最佳状态。
为了配合钛白行业破解污水低成本的技术瓶颈，我所投入大量人力、物力，十年磨一剑，终于破解了这一业界难题，为硫酸法钛白污水零排放做出了重大贡献。
贡献核心理念是：以循环经济和产业生态学理论为指导，以生态体系构建为核心，形成完整的污水治理管理生态工艺流程，选用低成本回用水技术是节水关键。
这是一种可持续发展的和谐经济和对环境友好型生态经济。
硫酸法钛白废水处理的设计注意事项
硫酸法钛白废水处理旳设计注意事项概述目前，国内旳钛白生产基本都以钛铁矿为重要原料，采用老式旳硫酸法生产工艺。
该工艺流程长。
生产间断进行，且生产过程中“三废”排放较多，但只要采用有效旳环境保护治理措施，均可到达国家排放原则。
本文重要简述以钛铁矿为原料，硫酸法工艺生产旳钛白废水处理技术以及设计中应注意旳问题。
1 生产废水旳排放量硫酸法钛白生产废水重要来自地坪冲洗、设备冲洗及酸解、锻烧尾气冲洗水，其废水排放量及水质与钛铁矿中旳硫含量、工艺过程中洗水套用次数、操作管理水平有一定旳关系。
一般，吨产品钛白粉废水排放量约为80～250t／a，pH约为1～5，且具有微量FeSO4·7H2O，水量及水质变化幅度较大。
钛白废水处理站旳设计水质、水量基本上仍应根据工艺物料平衡计算为准，再考虑各方面旳影响原因来最终确定废水旳设计值。
国内经典钛白粉厂废水排放量记录见表1。
表1 国内经典钛白粉厂废水排放量记录生产规模各工段废水排放量记录/（m3.h-1)酸解、沉降过滤、结晶浓缩、水解水洗、漂洗煅烧废酸浓缩甲4×104t/a102.95 6.7 23 64.8 150 20.78 乙1.5×104t/a51 5 17 40.1 105 10.3丙1.5×104t/a37 69.5 12 67 24 182 一般采用旳废水处理工艺钛白工业废水旳处理，一般采用中和法，一般提成三个构成部分：中和药剂旳制备和投配；中和反应及沉降；污泥处置等。
方框工艺流程见图1。
2.1 中和药剂旳制备及投配由于Ca(OH)2可以中和任何浓度旳酸性废水，且其自身对废水中旳杂质具有凝聚作用，钛白酸性废水处理一般采用Ca(OH)2作为中和药剂。
其投加措施可采用干投或湿投，湿投反应迅速、彻底，投加量小，故而受到广泛应用。
Ca(OH)2乳液制备可采用生石灰通过消化反应制得，或直接运用粉末Ca(OH)2制得。
采用生石灰消化，需增设石灰消化设备，并且对应旳石灰贮存容积及石灰运送量都需增大，从而导致固定资产投资旳增长。
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硫酸法制钛白污污水处理全程解决方案
1.1治污原则
1）依据公司方生产条件及技术要求，全部满足生产前提下，尽量选用最新科研成果，选新设备，新工艺，降低投资，优化处理工艺，吨水处理费用使公司用得起、用得省，治污又增效。
2）设计留有余地，便于应付突发事故。
3）处理工艺不应产生新污染源，实现清洁生产。
4）坚持四好原则：处理稳定性好、工艺控制灵活性好、工程实施可行性好、系统优化整体性好
1.2治污策略
用户治污战略决策是选准拥有切实可行的新技术持有单位做战略合作伙伴，选准则事半功倍，否则是劳民伤财，这就是科学是生产力的魅力所在。
节能降耗改造离不开先进的、适用的新技术。
钛白粉行业产生污水量多、浓度波动大，难于处理达标污水，采用碳酸钙+石灰或电石膏中和，PH 值及SS合格率低，中和剂利用率低，造成处理成本高，是行业普遍存在的问题，必须选用先进的处理技术，以改变这一落后状况。
简单的常见“病”，企业一般自己“治”，而碰上这种高难度“病”，还是要找高明一些的专业“医生”。
水处理专业是一门多领域、跨学科的新兴综合性边缘学科。
工程项目的完成还要涉及工艺设计、技术研发、制造施工、检验调试及维护操作各专业单位的通力合作，他们分属不同行业，难于统一和衔接，一项措施不到位，再好技术也难于达到最佳效果。
水处理研究所是一家成立近三十年集科研设计、制造、施工、调试、培训为一体的专业化科研实体队伍，自身建有完整的水处理工程体系，以工程效益最大化为目的，全过程控制质量、工艺、检验和监督，可保证所从事的工程都具有科学性、经济型、安全性及技术性均在最佳状态。
为了配合钛白行业破解污水低成本的技术瓶颈，我所投入大量人力、物力，十年磨一剑，终于破解了这一业界难题，为硫酸法钛白污水零排放做出了重大贡献。
贡献核心理念是：
以循环经济和产业生态学理论为指导，以生态体系构建为核心，形成完整的污水治理管理生态工艺流程，选用低成本回用水技术是节水关键。
这是一种可持续发展的和谐经济和对环境友好型生态经济。
水资源属不可再生资源，是一切生命源泉，是国家安全保证，也是企业生存基本条件之一，所以说水资源也是国家大力提倡的循环经济的必须依靠的资源，我所在这些先进科学理念的指导下，研发了适合钛白行业（硫酸法）污水处理的低成本技术，选择与我所合作将给您的企业带来效益，这种企、研合作方式是符合科学发展观及走循环经济之路的正确选择，符合双方利益。
1.3 工艺设计
1.3.1工艺设计参数
设计处理水量：720m3/h（17280m3/d）
根据公司方意见本次设计按二步走：一期处理水量按350-400m3/h设计，一期工程按一次中和法设计。
（暂不考虑白渣的回收）
设计处理进水中污染物总量：
100%H2SO4：15- 18 t/h 酸浓度平均：2.1-2.5% Fe2+：5000kg/h
设计出水质：SS≤70mg/L PH：6~9 Fe≤50mg/L
1.3.2工艺选择
1）污水来源及污染成分
钛白粉企业（硫酸法）生产中产生污水（白水）源：
钛白一洗、二洗、三洗污水（一洗、二洗水为酸性水，三洗水为中性水、煅烧炉、酸解产生气体洗涤酸性污水、脱盐水站再生污水及零星污水）。
由于新厂酸浓缩一时不能和生产同步，还应考虑酸浓缩故障多的现实条件，石灰中和—沉淀考虑20~22%浓酸中和处理量。
污染成分：
钛白污水中主要污染物为H2SO4、TiO2、Fe2+、Fe3+及少量HSO3－、F等有害物质。
污水中有机物很少，测试水中COD数据大多是Fe2+干扰产生。
经取样全厂混合后分析酸性污水成分（调节池出口取）见下表：
2）业内常用处理工艺及存在问题
钛白粉行业产生酸性污水，成分较单一，多是无机物。
处理工艺简单，大多是以下工艺：
也有少数厂不设沉降分离池，直接由板框机过滤分离，这种工艺虽减少了沉降池占地，但全部污水都要经过板框过滤，从长期看是不合理的。
一来板框机需求多；二来电耗会增大几倍；三来机械及材料耗损大；四来污泥含水多，增加了运输成本。
总之，此工艺不可取，应改进。
中和处理工艺表面看很简单，实际上由于水量大，水质浓度波动大，真要投资成本又省钱，出水又好，还是很难的。
简单相互模仿是很难达到好效果的，不是多花钱，就是水处理不达标。
简单模仿看似省钱，实际是多花钱。
从调查几家同类厂家的污水处理，发现重要设计参数变动很大。
如风、水比值、中和、氧化时间、沉降池停降时间等，缺乏科学依据及严谨的科学计算及设计。
所采用的处理设备还停留在常规中和——沉淀处理阶段，未选择高效新型处理设备，且对处理工艺原理掌握不好，也影响了处理效果及成本。
这些都是需改进之处。
更由于进入污水量、浓度及用中和剂浓度、量四个数据皆为变量，全靠人工对四个变量进行估算调整，这是根本无法保证完成出水各项达标又节省成本的目标的。
1.3.3钛白污水新工艺设施的选择
中和处理工艺选择
钛白粉污水原处理流程，基本上是合理的，不合理的不是流程，而是主设备参数设计选取及沉降器选型及操作。
本工程设计工艺流程及布置：
根据公司方意见年产10万吨的钛白工程分为二期实施，一期工程为年产5万吨产量。
采用一级中和曝气处理方式，处理水量350-400t/h。
本方案按一期工程的处理水量设计并在现场预留二期工程的设施位置。
1.3.4工艺流程说明
酸性污水（白水）由一洗微涡流澄清器出口自流到调节池进口，由于微涡流澄清器起到了混合和澄清分离的双重作用，调节池的设计可减少一半。
考虑到后期新增项目的酸性污水的处理故调节池按18×36× 5.5m设计，分四个池池底设置空气搅拌，调节后的水进入一次中和曝气池经中和曝气后的下部浓渣排入浓渣池，由浓渣泵打入板框压滤机分离，上部水进入一次中和浓缩池进一步浓缩，下部浓渣由浓渣泵打入浓渣池，上部的水流入集水池经加压泵进入高速澄清器进一步澄清处理，经高效澄清器处理后的水SS≤60mg/L达标外排。