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硫酸法鈦白粉廢酸的治理與利用(二)
4、生產(chǎn)鐵系顏料
由于廢酸中除含有硫酸外，還含有硫酸亞鐵。利用廢酸與廢鐵皮、鐵屑反應(yīng)，可以得到硫酸亞鐵溶液，然后以此溶液作為原料生產(chǎn)氧化鐵黑、鐵紅等鐵系顏料。廢酸用廢鐵皮還原制備硫酸亞鐵的工藝，其化學(xué)原理為
TiOSO4+Fe→FeSO4+Ti2(SO4)3(4)
H2SO4+Fe→FeSO4+H2O(5)
氧化鐵黑(Fe3O4)是把硫酸亞鐵溶液與過量純堿在一起用水蒸氣加熱(95℃)，然后過濾、水洗、烘干、粉碎后制得。氧化鐵紅(Fe2O3)生產(chǎn)最簡(jiǎn)單的方法是將硫酸亞鐵先烘干，脫水生成FeSO4·H2O，然后在800℃下煅燒生成粗氧化鐵紅，經(jīng)粉碎、干燥、再粉碎即為成品，廢氣中SO3可回收用于制硫酸，該法煅燒溫度很重要，溫度偏低色相帶黃相、偏高帶藍(lán)相。
廢酸綜合利用的新方法
膜分離法
1壓膜蒸餾法
在膜分離過程中，減壓膜蒸餾兼有滲透氣化法和膜蒸餾法的優(yōu)點(diǎn)。將含酸濃度為20%左右的鈦白廢酸通過減壓膜直接濃縮，只能濃縮到31%～32%。在壓膜蒸餾濃縮過程中，鈦白水解廢酸中的可溶鈦對(duì)其影響不大，而最主要的影響因素為亞鐵。硫酸亞鐵在膜面的結(jié)晶是造成膜濕化的主要原因。如要將廢酸膜蒸餾濃縮到60%以上，則必須先除去硫酸亞鐵，使廢酸中的[Fe2+]<1g/L。李潛等人就做了應(yīng)用減壓膜蒸餾法濃縮鈦白廢酸的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，18%左右的廢酸通過減壓膜蒸餾直接濃縮，其濃度只能達(dá)到31%～32%，考察的最主要干擾因素為亞鐵。國(guó)內(nèi)有些廠采用傳統(tǒng)的薄膜蒸發(fā)裝置將水解廢酸濃縮，然后制取普鈣肥料，但存在產(chǎn)品銷路不廣，且濃縮過程中析出硫酸鹽、工藝不暢、處理能力低等問題，限制了該方法的應(yīng)用和推廣。
2擴(kuò)散滲析法
采用無機(jī)膜微濾回收廢酸中水合二氧化鈦懸浮物使廢酸澄清，再以離子交換膜擴(kuò)散滲析技術(shù)分離硫酸和硫酸亞鐵等鹽類，從而得到較純凈的硫酸，濃縮后返用。這樣將實(shí)現(xiàn)硫酸的循環(huán)利用，減少環(huán)境污染，解決廢酸的綜合利用問題。擴(kuò)散滲析法關(guān)鍵是利用陰離子交換膜H+與金屬離子的選擇透過性不同實(shí)現(xiàn)酸與鹽的分離。但該法所得酸回收率低，產(chǎn)品酸濃度低，且含有一定量的雜質(zhì)硫酸亞鐵鹽等，限制了回收硫酸的直接利用和進(jìn)一步的濃縮處理回用，目前仍處于研究階段。
3萃取法
萃取法是用一種可選擇性的萃取硫酸，而鐵等雜質(zhì)離子不被萃取的有機(jī)萃取劑與料液充分接觸，使硫酸進(jìn)入有機(jī)相，從而達(dá)到酸鹽分離的目的。李潛等人研究了用三異辛胺作萃取劑、H2O作反萃取劑從鈦白水解廢酸中萃取回收硫酸的工藝，考察了萃取劑濃度、相調(diào)節(jié)劑濃度、相比及溫度對(duì)萃取和反萃取的影響，并進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，在選定的實(shí)驗(yàn)條件下料液酸濃度為146.02g/L，硫酸回收率可達(dá)91.81%，產(chǎn)品酸濃度為119.73g/L。
萃取法是一種非常有效的酸鹽分離方法，它具有平衡速度快，分離效果好，處理能力大，酸回收率高，產(chǎn)品濃度、純度高，以及易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，是一種極具發(fā)展前景的廢酸的處理方法，但該法回收酸的成本太高。
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