负压蒸发残液中钛资源的回收

负压 蒸 发 残液 中的 钛金 属 盐类 和水 发 生分 解 反 应 ， 生 成 氢 氧化 钛资 源 回 收 ：负 压蒸 发 残 液 中含 有 大 量 的金 属 硫 酸 盐和 硫 酸 ， 物（ 或碱式盐） 沉淀 ， 常用 于 有 色金 属 生 产 过程 中提 取有 价 值 得 金属 为 了减 少 环 境 污染 ， 回收 钛 资 源 。通 常 ， 将 含 钛 金 属 的残 液 进 行 冷 和去 除 杂质 元 素 。水 解 沉淀 的工 业应 用 必 须 要选 择 廉 价 、 有 效 的 沉 却 、 结晶 、 固液 分 离 ， 使 含 有 一定 浓度 的硫 酸 重 复 循 环 使 用 ， 应 用 于 固态金属硫酸盐经过沉淀 、 过滤等处理 ， 去除其 中废液 中的杂 淀剂 ， 做到定量 回收 ， 并通过过滤 、 洗涤等办法 ， 完全除去其他组分 。 酸洗 。 ２ ． １含 酸钛 液 水解 的 目的 质， 回收 其 中 的金 属资 源 。 负压蒸发残液中含有大量 的钛金属盐类 ， 含酸钛液的水解是使 ２ ． ５ 含 酸钛 液热 水 解 过程 中三价 钛 的 变化 二 氧化 钛 组分 从 液相 的钛 液 转变 为 固 相 的偏 钛 酸 ， 从 而 与母 液 中的 在 负压 蒸 发后 的残 液热 水 解 过 程 中 ， 三价 钛 常 常不 会 发 生 水解 可 溶性 杂 质 分离 ， 以提 取纯 净 的二 氧 化钛 。 而且 ， 钛 液 的水解 对 工 业 反应 、 不 会 产生 沉 淀 而 继 续 留 在母 液 中 ， 其 原 因 是 三价 钛 离子 的水 生 产 的经 济性 和 产 品质 量 影 响很 大 。 解ｐ Ｈ值 接 近 于 ３ ，而负 压 蒸发 残 液 的 酸性 比较 强 ， ｐ Ｈ远 远 小 于 这 ２ ． ２ 温度 、 浓 度 和酸 度 对含 酸钛 液 水 解 的影 响 个值 ，即使 ｐ Ｈ值达到 ３ ，其水解也不是生成偏钛酸 ，而是生成 水 解 反 应是 一 种 吸热 反 应 ，温 度 升 高促 使 反 应 向正 向进 行 ， 促 （ Ｏ Ｈ） ， ， 这个 Ｔ ｉ （ Ｏ Ｈ） ， 不具有胶体的特性 。 不过 由于在热水解过程的 进 了负压蒸发含酸残液 的水解 ， 使废酸残液中的偏钛 酸增 多 ， 有利 搅拌和沸腾的影响下 ， 部分三价钛会被空气逐步氧化为四价钛而仍 于 钛 资源 的 回收 。 能 进行 水 解 。 ３ 结束 语 降低 负压 蒸 发 废 酸 残 液 中钛 离 子 的浓 度 ，有 利 于 硫 酸 钛 的 电 离， 促使 反 应 向正 向移 动 ， 也能促进钛 盐的水解 ， 生成 白色 的 偏 钛 硝 氟 酸再 生 过程 中产 生 的残 液 主 要成 份 是 硫 酸钛 ， 可 以通 过 水 酸。 解、 溶液 ｐ Ｈ值 控制 和 分步 沉 淀等 回收残 液 中 的金 属 离子 。 负压 蒸 发 钛 及 钛 合金 酸 洗 时 ， 伴 随着 水 洗 的进 行 ， 酸 度 不 断 降低 ， 当降 低 后 的 含 酸钛 液 ， 为 了减 少 环 境 污 染 ， 减 轻 水 处 理 压力 ， 回 收钛 资 源 ， 到某一定酸度时 ， 某些杂质金属离子即水解而产生沉淀并存在于偏 可 以将 含 酸钛 液 的 ｐ Ｈ值 控 制 在 ２ — ３ ， 钛 回收 率可 以达 到 ９ ５ ％以上 ， 钛酸 中， 污染 了偏 钛 酸 。例如 ， （ １ ） 当废 酸残 液 的 ｐ Ｈ值 ≥ １ ． ５时 ， Ｆ ｅ “ 而 其他 金 属离 子 ，由于 在 酸 陛溶 液 中达 不到 氢 氧 化物 沉 淀 的 要求 ， 即发 生 水解 生 成 氢氧 化铁 沉 淀 ， 其 反应 式 如下 ： 继 续 留在 溶液 中。
含有硫酸 的金属盐和硫酸， 经过冷却 、 结晶和固液分离 ， 含有一定浓 析 ， 促使晶核逐渐长大， 成为沉淀而沉析 出来。（ ３ ） 偏钛酸粒子凝聚 溶 液 的成 分 不 度 的硫 酸 可 以循 环使 用 ， 固 态 金 属硫 酸 盐 沉 渣 另 行 处 理 ， 可 以 回收 沉 淀 与溶 液组 成 改 变 。水 解 后 的沉 淀 物逐 步长 大 后 ， 其 中的 金属 资 源 。 断变 化 ， Ｔ ｉ Ｏ 的含 量 不 断 下 降 ， 使溶 液 的成份 不 断 发 生 变化 ， 直 至水 解 形 成动 态 平衡 ， 沉 淀 物 的成 份 才 固定 下来 。 ２ 负压 蒸发 残 液 中钛 资 源 的 回收
科 技 创 新
科 技 创 新 与 应 卜安 全
（ 宝钛集团有限公 司， 陕西 宝鸡 ７ ２ １ ０ １ ４ ）
摘 要： 硝 氟酸 再 生采 用 负压蒸 发 工 艺 ， 回 收 了硝 氟酸 ， 产 生 了硫 酸 盐 残 液 。该 残 液 若 不处 理 直接 排 入 生产废 水 处理 系统 ， 将 会 造成废 水处理 系统紊乱和金属资源浪 费。文章重点是 对负压蒸发残液进行处理 ， 建立金属资源回收工 艺， 保证水处理 系统寿命
正 常 运行 。 关键词 ： 负压蒸 发 ； 残液； 硫 酸盐 ； 偏 钛酸
Ｔ ｉ （ Ｓ ０ ４ ） ２ ＋ Ｈ ２ Ｏ － ＋ Ｔ ｉ Ｏ Ｓ Ｏ４ ＋ Ｈｚ Ｓ Ｏ ４ （ ３ ） 钛 及钛 合 金 在 加 工 过 程 中 ， 表面会形成一层氧化膜 ， 一 般 采用 酸 洗 的 方法 去 除［ １ － ３ ］ 。 当酸液 中的 钛 离子 达 到 一定 的浓 度 后 ， 处 理效 Ｔ ｉ Ｏ Ｓ Ｏ ４ ＋ ２ Ｈ ２ ０ — ｝ Ｈ ２ Ｔ ｉ ０ ３ 』＋ Ｈ ￣ Ｓ Ｏ ４ （ ４ ） （ ２ ） 在不 稀 释 的情 况 下 加 热 至 沸腾 的含 酸 钛 液 ， 发生 水 解 而 生 果 达 不 到工 艺 要 求 ， 酸液 需 要重 新 配 制和 更换 。 在 这 个 过程 中 ， 大 量 的废 酸 液被 产 生 。这 些 废 酸液 中 由于 含有 较 高 浓 度 的酸 和 金属 ， 对 成 白色 的 偏 钛 酸 沉 淀或 者 水 合 二 氧 化 钛 可 以写 成 Ｈ ２ Ｔ ｉ Ｏ ， 或Ｔ ｉ Ｏ ・ 环 境 造 成 一定 的 威 胁 ， 需 要 进 行 处理 。 因此 ， 负 压 蒸 发残 液 资 源 化 Ｈ ２ ０ 。 由于偏 钛 酸具 有 胶 体性 ， 会 吸附很 多 杂 质 和硫 酸 ， 因此， 必 须 将 再 利用 ， 不 仅 可 以 回收有 价值 的金 属 ， 而 且 可 以减 少 环 境 中 金 属 离 偏钛 酸 进行 水 洗 。 ２ ． ４ 含 酸钛 液 热 水解 的过程 及 钛 资源 回收 子的污染。 负 压 蒸发 后 的 含 酸钛 液 热 水解 分 为 三 个 过程 ： （ １ ）从 完全 澄 清 １废酸 负 压 蒸 发处 理工 艺 水 解 前本 身 已含 负 压 蒸发 法 其 原理 是 往 硝氟 酸 废 酸液 中加 入 硫 酸 ， 使硫 酸 根 与 的钛液 析 出微 小 的 晶核 。负 压蒸 发 后 的 含酸 钛 液 ， 废 液 中 的硝 酸根 和 氟离 子 置 换 ， 形 成 金属 的硫 酸盐 ， 在 负压 下 ， 利 用 有 某 些 胶 体杂 质 ， 这些 胶体 杂 质 （ 即 晶核 ） 不符 合 要 求 ， 往 往 会 对 钛 硫酸 、 硝 酸 和 氢 氟 酸 平 衡 温 度 的不 同 ， 加 热蒸 发 出气 态 的硝 酸 和 氢 资 源 的 回收产 生 影 响 ， 因此 在 水解 前 必 须把 这些 晶核 除 去 。 （ ２ ） 晶核 氟酸 ， 经 冷凝 ， 得 到 再 生 的混 合 酸 ， 再 次用 于酸 洗 。 负压 蒸 发 残液 中 的成长与沉淀的形成。当晶核不断形成后 ， 在晶核表面发生钛 的固