硫酸法制钛白粉的工业现状及

硫酸法制钛白粉的工业现状及“三废”处理

曾霞（110705044）

2011级励志班

摘要：介绍硫酸法制钛白粉的工业现状，同时简单介绍“三废”的处理方法及工艺流程。

关键词：硫酸法钛白粉工业现状“三废”处理

引文：钛白粉学名二氧化钛，由于其化学性能稳定，具有高折射率良好的遮盖力和着色力，被广泛应用于近年来发展速度较快的许多领域，如涂料、油墨、塑料、橡胶、纸张、陶瓷和合成纤维等。钛白粉的生产工艺主要有硫酸法、氯化法和盐酸法几种。其中硫酸固相法技术，由于其工艺比较成熟，因此在工业上得到了广泛的使用。硫酸法是中国钛白粉生产的主要技术类型，而硫酸法钛白粉生产排出的“三废”对环境的污染是比较严重的。在我国几乎没有一个钛白粉工厂的水、气、渣的排放能够完全达到国家规定的排放要求．少数工厂因环保问题而被迫停产、搬迁等。因此，分析硫酸法制钛白的现状、找到存在的问题、研究硫酸法生产钛白粉过程中产生的“三废”处理和优化其工艺有着迫切的现实意义。

1钛白粉工业现状

一个国家的钛白粉消耗是社会消费水平的重要标志。钛白粉因其应用非常广泛，与国民经济关系极其密切，因此推动钛白工业的发展可推动国民经济的增长。

1.1国外钛白工业现状

世界钛白粉的消费量与产量跟国际经济的发展紧密相连。从市场供求状况来看，1973年和1979年受两次“石油危机”冲击，1990～1991年及1995～1996年世界经济衰退均直接导致钛白粉需求量的下降，进入20世纪80年代，钛白粉迎来了一个兴旺发展时期，近十余年来，随着涂料、塑料、造纸等工业的发展增加了钛白粉的消费量，总体来看世界钛白工业将仍处于成长稳定期；从工业钛白粉制取的方法来看，氯化法钛白粉占主导地位，氯化法生产钛白粉最早是在1956年被杜邦公司应用于工业生产，氯化法是钛白工业先进技术的代表，目前它被美国的杜邦公司和科美基公司所垄断；从生产能力来看，世界钛白粉销售量为360万吨/年，已成为世界无机化工产品销售商品之一，仅次于合成氨、磷酸而位列第三位，随着世界经济的发展和人民生活水平的提高，近10年来，钛白粉材料市场十分兴旺，由于需求的快速增长，其生产能力逐步扩大，年均增长率大3.3%以上，跟全球经济GDP增长率相适应；从钛白产品类型来看，国外以高档红金石型钛白为主，并有各种专用钛白产品。

1.2 国内钛白工业现状.

我国于1995年开始硫酸法生产钛白粉的研究，其发展十分缓慢。从市场供求状况来看，80年代中期是第一个发展高峰期，但全国生产能力仍不足10万吨／年；90年代是第二个发展高峰期，1999年统计生产能力为25万吨／年．2001年更达到40万吨／年，近几年由于市场需求旺盛，大大促进了我国钛白工业的发展，故我国钛白工业正处于成长发展期；从工业钛白粉制取的方法来看，我国硫酸法制取钛白粉占主导地位，这是由于硫酸法钛白生产原料为钛精矿、钛渣和硫酸，对原料要求不高，低价易得，术较成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决；从生产能力来看，从20世纪90年代开始，随着我国经济的迅速发展，国内对钛白粉的需求量不断攀升，2006年我国钛白粉表观消费量达到了91．28万吨，2001-2006年年均消费量增长率达到了17．9％；从钛白产品类型来看，我国则以未经表面处理的锐钛型为主，红金石型产量少，专业型产品更少，且产品存在白度差、消色力低、研磨分散性差等缺点。

2 “三废”处理

硫酸法钛白生产中排出废气、废水、废酸和废渣的数量较多，其中废水和废酸中含有游离硫酸、悬浮物、有机物等污染物质；废气中有含硫气体，若不经处理直接排放，会对环境造成很大的污染，严重影响该地区群众的身体健康。

2.1 废酸和废水处理

2.1.1废酸处理

硫酸法制取锐钛型涂料钛白，每生产lt钛白就要产生浓度约为20％的废酸6—8t。排放出来的废酸(即稀硫酸)，是一种可以回收和有利用价值的资源，若直接排入含酸废水一同处理，不但浪费了有价值的资源，而且给含酸废水处理装置造成不必要的压力。从现有钛白粉厂对此种酸性废水的处理工艺来看，工艺治理技术最为成熟、运行效果稳定的治理方案是采用化学处理方法——中和法。经曝气、沉淀等工艺处理后，SS、pH、色度、COD均能达到国家排放标准，出水洁净，可以排入环境中。（图1为废酸处理工艺流程)

钛白粉生产排出的废酸进入废酸调节池内进行调节、均化水质后，用耐酸泵送入中和反应池，通人石灰乳并控制pH值。采用机械搅拌方法进行搅拌，出水自流进入机械刮泥竖流沉淀池．再加入石灰乳调整混合液的pH值。根据沉淀分离效果加入絮凝剂。经机械刮泥竖流沉淀池处理后的二次废水进入混合废水调节池。来自中和反应池、机

械刮泥竖流沉淀池的污泥依其液位差排入污泥浓缩池。污泥经浓缩后用泵抽至污泥脱水设备进行脱水。经脱水处理后的污泥送到专用造粒机、烘干机处理后即得副产品二水硫酸钙。污泥浓缩池的上清液、污泥脱水设备的压滤液返回混合废水调节池。

2.1.2 废水处理

混合废水进入调节池内进行调节水量、均化水质后，用耐酸泵送人中和反应池，通入石灰乳，采用压缩空气搅拌(即曝气)，控制pH 值使Fe “转化为Fe3+，同时消除部份中和反应产生的热量及去除有机污染物质。出水自流进入机械刮泥竖流沉淀池，加入石灰乳调整混合液的pH 值，根据沉淀分离效果补加入絮凝剂，进行沉淀分离，经沉淀池处理后的水可达标排放或回用。污泥浓缩池的上清液、污泥脱水设备的压滤液返回调节池。（工艺流程图如图1）

2.2 废气处理

废气来自煅烧产生的尾气和磨矿工序产生的尾气。磨矿工序产生的尾气主要通过袋式除尘器收尘后达标，经烟囱排放，煅烧产生的尾气采用酸解罐出口气体经一级文丘里洗涤之后，进水洗塔洗涤，再进二级文丘里洗涤，出二级文丘里的气体经引风机和排气筒排放。装置投入试运行后，经环保部门多次监测，酸雾可从处理前的421．93/Nm mg 降低为38．73/Nm mg ；2SO 浓度从处理前763/Nm mg 降低为293/Nm mg ，污染物的排放浓度大大低于GB 16297—1996排放标准