硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用膜分離設(shè)備
1.一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統(tǒng)，用于回用板框系統(tǒng)過濾和水洗產(chǎn)生的廢酸與白水，其特征在于，所述回用系統(tǒng)包括：
廢酸處理系統(tǒng)，用于對一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行處理，得到一水硫酸亞鐵以及用于作為酸解系統(tǒng)的酸解酸和用于作為一洗板框水洗水的冷凝水；
酸水處理系統(tǒng)，用于對一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行過濾和分離處理，得到用于作為酸解浸取系統(tǒng)的補充水的第一清液和用于作為聚鐵系統(tǒng)原料的第一濃液；
預(yù)洗白水處理系統(tǒng)，用于對一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行過濾和分離處理，得到用于作為酸解浸取系統(tǒng)的補充水的第二清液和用于作為聚鐵系統(tǒng)原料的第二濃液；
一洗白水處理系統(tǒng)，用于對一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行過濾和分離處理，得到用于作為二洗板框的水洗水的第三清液和用于作為一洗板框的預(yù)洗水的第三濃液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統(tǒng)，其特征在于，
所述廢酸處理系統(tǒng)包括依次連接的預(yù)處理單元、煅燒尾氣單元、膜處理單元和蒸發(fā)單元；
所述預(yù)處理單元用于去除所述一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸中的粉體，得到第四清液；
所述煅燒尾氣單元用于對所述第四清液進行噴淋濃縮；
所述膜處理單元用于對濃縮后的所述第四清液進行過濾處理，去除濃縮后的所述第四清液中的粉體和少量結(jié)晶硫酸亞鐵；
所述蒸發(fā)單元用于對經(jīng)過濾處理后的所述第四清液進行蒸發(fā)處理，得到一水硫酸亞鐵、用于作為酸解系統(tǒng)的酸解酸的70酸以及用于作為一洗板框的水洗水的冷凝水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統(tǒng)，其特征在于，還包括：
廢酸膜處理系統(tǒng)，用于對所述一洗板框產(chǎn)生的一部分廢酸進行粉體去除，得到用于作為聚鐵系統(tǒng)原料的清液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統(tǒng)，其特征在于，
所述酸水處理系統(tǒng)包括依次連接的酸水膜過濾單元和酸水膜分離單元，所述酸水膜過濾單元用于去除所述酸水中的粉體，所述酸水膜分離單元用于對去除粉體后的酸水清液進行離子分離，得到所述第一清液和所述第一濃液；
所述預(yù)洗白水處理系統(tǒng)包括依次連接的預(yù)洗白水膜過濾單元和預(yù)洗白水膜分離單元，所述預(yù)洗白水膜過濾單元用于去除所述預(yù)洗白水中的粉體，所述預(yù)洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的預(yù)洗白水清液進行離子分離，得到所述第二清液和所述第二濃液；
所述一洗白水處理系統(tǒng)包括依次連接的一洗白水膜過濾單元和一洗白水膜分離單元，所述一洗白水膜過濾單元用于去除所述一洗白水中的粉體，所述一洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的一洗白水清液進行離子分離，得到所述第三清液和所述第三濃液。
5.一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法，其特征在于，包括：
將一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行處理，得到一水硫酸亞鐵、70酸和冷凝水，并將所述70酸送入酸解系統(tǒng)作為所述酸解系統(tǒng)的酸解酸，將所述冷凝水送入一洗板框作為一洗板框水洗水；
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行過濾和分離處理，得到第一清液和第一濃液，并將所述第一清液送入酸解浸取系統(tǒng)作為所述酸解浸取系統(tǒng)的補充水，將所述第一濃液送入聚鐵系統(tǒng)制備聚鐵；
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行過濾和分離處理，得到第二清液和第二濃液，并將所述第二清液送入酸解浸取系統(tǒng)作為所述酸解浸取系統(tǒng)的補充水，將所述第二濃液送入聚鐵系統(tǒng)制備聚鐵；
將一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行過濾和分離處理，得到第三清液和第三濃液，并將所述第三清液送入二洗板框作為所述二洗板框的水洗水，將所述第三濃液送入所述一洗板框作為所述一洗板框的預(yù)洗水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法，其特征在于，所述將一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行處理，得到一水硫酸亞鐵、70酸和冷凝水具體包括：
將一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行預(yù)處理，去除所述廢酸中的粉體，得到第四清液，并將粉體返回一洗板框進行水洗；
采用煅燒尾氣對所述第四清液進行噴淋濃縮；
將噴淋濃縮后的所述第四清液進行過濾，去除濃縮后的第四清液中的粉體和少量結(jié)晶硫酸亞鐵；
將過濾處理后的所述第四清液進行蒸發(fā)處理，得到70酸、一水硫酸亞鐵和冷凝水，并將所述70酸送入酸解浸取系統(tǒng)作為酸解工段的酸解酸，將所述冷凝水送入一洗板框作為水洗水補充水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法，其特征在于，還包括：
對所述一洗板框過濾產(chǎn)生的一部分廢酸進行固液分離，去除廢酸中的粉體，并將粉體返回一洗板框進行水洗；
將產(chǎn)生的第五清液送入聚鐵系統(tǒng)制備聚鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法，其特征在于，所述將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行過濾和分離處理，得到第一清液和第一濃液具體包括：
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行固液分離，去除酸水中的粉體，得到酸水清液；
將固液分離產(chǎn)生的酸水清液進行離子分離，得到所述第一清液和所述第一濃液；
所述將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行過濾和分離處理，得到第二清液和第二濃液具體包括：
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行固液分離，去除預(yù)洗白水中的粉體，得到預(yù)洗白水清液；
將固液分離產(chǎn)生的預(yù)洗白水清液進行離子分離，得到所述第二清液和所述第二濃液；
所述將一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行過濾和分離處理，得到第三清液和第三濃液具體包括：
將一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行固液分離，去除一洗白水中的粉體，得到一洗白水清液；
將固液分離產(chǎn)生的一洗白水清液進行離子分離，得到所述第三清液和所述第三濃液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法，其特征在于，還包括：
將所述酸水進行固液分離產(chǎn)生的粉體、所述預(yù)洗白水進行固液分離產(chǎn)生的粉體以及所述一洗白水進行固液分離產(chǎn)生的粉體返回一洗板框進行水洗。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法，其特征在于，
所述第一清液中鐵離子含量小于5000ppm，所述第一濃液中鐵離子含量大于50000pm；
所述第二清液中鐵離子含量小于500ppm，所述第二濃液中鐵離子含量大于50000pm；
所述第三清液中的鐵離子含量小于2ppm。
說明書
一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鈦白粉生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)
我國現(xiàn)階段生產(chǎn)鈦白粉主要采用的是硫酸法。硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝技術(shù)成熟，設(shè)備簡單，對原料的要求也不太嚴(yán)格，但是其“三廢”的排放量大，治理費用高。尤其是偏鈦酸制備產(chǎn)生的廢酸(生產(chǎn)1噸鈦白粉產(chǎn)品，產(chǎn)生4～7t廢酸)和偏鈦酸制備完成后的凈化處理；并且傳統(tǒng)的水洗工序采用板框洗滌工藝，會產(chǎn)生大量的洗滌白水(生產(chǎn)1噸鈦白粉產(chǎn)品，產(chǎn)生20～30t白水)，白水中主要含有偏鈦酸、硫酸和硫酸亞鐵。
目前，對于白水的常規(guī)處理方式是中和處理后與全廠其他工段的廢水匯合后統(tǒng)一處理，造成大量的粉體產(chǎn)品流失，其中的硫酸和鐵也無法有效利用，而且會產(chǎn)生大量紅黃石膏。為了響應(yīng)環(huán)境治理要求，同時提高企業(yè)競爭力，針對廢酸和白水的處理，鈦白粉行業(yè)內(nèi)都迫切需要找到一種經(jīng)濟有效的技術(shù)方案。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法及系統(tǒng)，可降低水洗過程粉體流失率以及水洗階段耗水，且整個工藝無酸性廢水排放。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
一方面，提供了一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統(tǒng)，用于回用板框系統(tǒng)產(chǎn)生的廢酸與白水，所述回用系統(tǒng)包括：
廢酸處理系統(tǒng)，用于對一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行處理，得到一水硫酸亞鐵以及用于作為酸解系統(tǒng)的酸解酸和用于作為一洗板框水洗水的冷凝水；
酸水處理系統(tǒng)，用于對一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行過濾和分離處理，得到用于作為酸解浸取系統(tǒng)的補充水的第一清液和用于作為聚鐵系統(tǒng)原料的第一濃液；
預(yù)洗白水處理系統(tǒng)，用于對一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行過濾和分離處理，得到用于作為酸解浸取系統(tǒng)的補充水的第二清液和用于作為聚鐵系統(tǒng)原料的第二濃液；
一洗白水處理系統(tǒng)，用于對一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行過濾和分離處理，得到用于作為二洗板框的水洗水的第三清液和用于作為一洗板框的預(yù)洗水的第三濃液。
進一步地，所述廢酸處理系統(tǒng)包括依次連接的預(yù)處理單元、煅燒尾氣單元、膜處理單元和蒸發(fā)單元；
所述預(yù)處理單元用于去除所述一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸中的粉體，得到第四清液；
所述煅燒尾氣單元用于對所述第四清液進行噴淋濃縮；
所述膜處理單元用于對濃縮后的所述第四清液進行過濾處理，去除濃縮后的所述第四清液中的粉體和少量結(jié)晶硫酸亞鐵；
所述蒸發(fā)單元用于對經(jīng)過濾處理后的所述第四清液進行蒸發(fā)處理，得到一水硫酸亞鐵、用于作為酸解系統(tǒng)的酸解酸的70酸以及用于作為一洗板框的水洗水的冷凝水。
進一步地，還包括：
廢酸膜處理系統(tǒng)，用于對所述一洗板框產(chǎn)生的一部分廢酸進行粉體去除，得到用于作為聚鐵系統(tǒng)原料的清液。
進一步地，所述酸水處理系統(tǒng)包括依次連接的酸水膜過濾單元和酸水膜分離單元，所述酸水膜過濾單元用于去除所述酸水中的粉體，所述酸水膜分離單元用于對去除粉體后的酸水清液進行離子分離，得到所述第一清液和所述第一濃液；
所述預(yù)洗白水處理系統(tǒng)包括依次連接的預(yù)洗白水膜過濾單元和預(yù)洗白水膜分離單元，所述預(yù)洗白水膜過濾單元用于去除所述預(yù)洗白水中的粉體，所述預(yù)洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的預(yù)洗白水清液進行離子分離，得到所述第二清液和所述第二濃液；
所述一洗白水處理系統(tǒng)包括依次連接的一洗白水膜過濾單元和一洗白水膜分離單元，所述一洗白水膜過濾單元用于去除所述一洗白水中的粉體，所述一洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的一洗白水清液進行離子分離，得到所述第三清液和所述第三濃液。
另一方面，還提供一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法，包括：
將一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行處理，得到一水硫酸亞鐵、70酸和冷凝水，并將所述70酸送入酸解系統(tǒng)作為所述酸解系統(tǒng)的酸解酸，將所述冷凝水返回一洗板框作為一洗板框水洗水；
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行過濾和分離處理，得到第一清液和第一濃液，并將所述第一清液送入酸解浸取系統(tǒng)作為所述酸解浸取系統(tǒng)的補充水，將所述第一濃液送入聚鐵系統(tǒng)制備聚鐵；
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行過濾和分離處理，得到第二清液和第二濃液，并將所述第二清液送入酸解浸取系統(tǒng)作為所述酸解浸取系統(tǒng)的補充水，將所述第二濃液送入聚鐵系統(tǒng)制備聚鐵；
將一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行過濾和分離處理，得到第三清液和第三濃液，并將所述第三清液送入二洗板框作為所述二洗板框的水洗水，將所述第三濃液送入所述一洗板框作為所述一洗板框的預(yù)洗水。
進一步地，所述將一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行處理，得到一水硫酸亞鐵、70酸和冷凝水具體包括：
將一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行預(yù)處理，去除所述廢酸中的粉體，得到第四清液，并將粉體返回一洗板框進行水洗；
采用煅燒尾氣對所述第四清液進行噴淋濃縮；
將噴淋濃縮后的所述第四清液進行過濾，去除濃縮后的第四清液中的粉體和少量結(jié)晶硫酸亞鐵；
將過濾處理后的所述第四清液進行蒸發(fā)處理，得到70酸、一水硫酸亞鐵和冷凝水，并將所述70酸送入酸解浸取系統(tǒng)作為酸解工段的酸解酸，將所述冷凝水送入一洗板框作為水洗水補充水。
進一步地，還包括：
對所述一洗板框過濾產(chǎn)生的一部分廢酸進行固液分離，去除廢酸中的粉體，并將粉體返回一洗板框進行水洗；
將產(chǎn)生的第五清液送入聚鐵系統(tǒng)制備聚鐵。
進一步地，所述將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行過濾和分離處理，得到第一清液和第一濃液具體包括：
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行固液分離，去除酸水中的粉體，得到酸水清液；
將固液分離產(chǎn)生的酸水清液進行離子分離，得到所述第一清液和所述第一濃液；
所述將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行過濾和分離處理，得到第二清液和第二濃液具體包括：
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行固液分離，去除預(yù)洗白水中的粉體，得到預(yù)洗白水清液；
將固液分離產(chǎn)生的預(yù)洗白水清液進行離子分離，得到所述第二清液和所述第二濃液；
所述將一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行過濾和分離處理，得到第三清液和第三濃液具體包括：
將一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行固液分離，去除一洗白水中的粉體，得到一洗白水清液；
將固液分離產(chǎn)生的一洗白水清液進行離子分離，得到所述第三清液和所述第三濃液。
進一步地，還包括：
將所述廢酸進行固液分離產(chǎn)生的粉體、所述酸水進行固液分離產(chǎn)生的粉體、所述預(yù)洗白水進行固液分離產(chǎn)生的粉體以及所述一洗白水進行固液分離產(chǎn)生的粉體返回一洗板框進行水洗。
進一步地，所述第一清液中鐵離子含量小于5000ppm，所述第一濃液中鐵離子含量大于50000pm；
所述第二清液中鐵離子含量小于500ppm，所述第二濃液中鐵離子含量大于50000pm；
所述第三清液中的鐵離子含量小于2ppm。
通過本發(fā)明提供的一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法及系統(tǒng)，能夠帶來以下有益效果：
(1)為了提高鈦白粉回收率，降低水洗耗水，提高水洗水的循環(huán)利用率，本發(fā)明結(jié)合廢酸和白水的水質(zhì)特點，開發(fā)了一種新型硫酸法鈦白粉的廢酸與白水回用方法及系統(tǒng)，通過廢酸處理系統(tǒng)、酸水處理系統(tǒng)、預(yù)洗白水處理系統(tǒng)和一洗白水處理系統(tǒng)分別對一洗板框產(chǎn)生的廢酸、酸水、預(yù)洗水和一洗白水進行處理，可截留廢酸和白水中的粉體，實現(xiàn)了水洗過程粉體產(chǎn)品零流失，并且產(chǎn)生的清液和濃液可回用于酸解工段和水洗工序等，無酸性廢水排放，無需中和處理，水洗階段耗水下降至7～10t/tTiO2(消耗的7～10t水/tTiO2，其中2～3t為外加脫鹽水，剩余部分為原酸解浸取系統(tǒng)的酸解浸取水)；
(2)系統(tǒng)內(nèi)所有膜過濾單元和膜處理單元回收的粉體都回用至一洗板框進行水洗，可實現(xiàn)粉體的零排放；
(3)本發(fā)明廢酸處理系統(tǒng)中煅燒尾氣單元完全利用鈦粉廠里的余熱進行廢酸濃縮，實現(xiàn)余熱的有效利用；
(4)本發(fā)明廢酸處理系統(tǒng)中膜處理單元進一步去除煅燒尾氣濃縮后廢酸中的粉體和硫酸氧鈦，縮短蒸發(fā)單元的清洗周期；
(5)本發(fā)明中增加了廢酸膜處理系統(tǒng)，可以使廢酸分為兩部分進行處理，增加了廢酸回用的效率；
(6)本發(fā)明中廢酸處理后回用至酸解系統(tǒng)的70酸降低酸解系統(tǒng)98酸消耗量，98酸消耗由原先的3～4t/tTiO2降低至1～2t/tTiO2；
(7)本發(fā)明中預(yù)洗產(chǎn)生的水分為酸水和預(yù)洗白水兩個部分，主要的目的是：①酸水和預(yù)洗白水中的硫酸氧鈦污染物的含量不一樣，區(qū)分兩者廢水是為了方便確定過濾設(shè)備和分離設(shè)備化洗周期，對酸水中硫酸氧鈦污染物較多的廢水可以實行一開一備的設(shè)備設(shè)計，提高化洗設(shè)備的使用周期；②酸水是由一洗板框分離廢酸后預(yù)洗得到的，此酸水的酸含量和鐵含量比預(yù)洗白水的高，且鐵離子的溶解度和酸含量成反向關(guān)系，酸含量越高鐵離子溶解度越低，對于膜分離單元來說分開處理比混合處理可以得到更高的回收率；
(8)本發(fā)明中酸水、預(yù)洗白水和一洗白水分開處理是為了維持系統(tǒng)內(nèi)的酸平衡，由于鈦白粉水洗合格料的酸度要求不高于3％(合格料酸度高于3％降低鈦白粉品質(zhì)和提高煅燒難度)，所以酸水和預(yù)洗白水經(jīng)前期預(yù)洗帶出的酸不能回用作為水洗水補充水，直接經(jīng)膜分離處理后進入酸解浸取系統(tǒng)和聚鐵系統(tǒng)，而系統(tǒng)經(jīng)預(yù)洗酸度降下來后板框水洗產(chǎn)生的一洗白水可以經(jīng)處理后繼續(xù)回用作為水洗水補充水；
(9)本發(fā)明中酸水和預(yù)洗白水經(jīng)處理后產(chǎn)生的清液進入酸解浸取系統(tǒng)，從而使酸解浸取系統(tǒng)無需額外加酸來抑制酸解料的水解(物料先進行酸解再進行酸解浸取，原酸解浸取水指的是廠里的反滲透濃水)。
附圖說明
下面將以明確易懂的方式，結(jié)合附圖說明優(yōu)選實施方式，對一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法及系統(tǒng)的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點及其實現(xiàn)方式予以進一步說明。
圖1是本發(fā)明一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統(tǒng)的示意圖；
圖2是本發(fā)明一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用方法的流程示意圖。
具體實施方式
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實施方式。
為使圖面簡潔，各圖中只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個，或僅標(biāo)出了其中的一個。在本文中，“一個”不僅表示“僅此一個”，也可以表示“多于一個”的情形。
還應(yīng)當(dāng)進一步理解，在本申請說明書和所附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“和/或”是指相關(guān)聯(lián)列出的項中的一個或多個的任何組合以及所有可能組合，并且包括這些組合。
在本文中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
另外，在本申請的描述中，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
本發(fā)明提供一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統(tǒng)的具體實施例，如圖1所示，包括廢酸處理系統(tǒng)、酸水處理系統(tǒng)、預(yù)洗白水處理系統(tǒng)和一洗白水處理系統(tǒng)，廢酸處理系統(tǒng)包括依次連接的預(yù)處理單元、煅燒尾氣單元、膜處理單元和蒸發(fā)單元，用于對一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行處理，得到一水硫酸亞鐵、用于作為酸解系統(tǒng)的酸解酸和用于作為一洗板框水洗水的冷凝水。
酸水處理系統(tǒng)包括依次連接的酸水膜過濾單元和酸水膜分離單元，用于對一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行過濾和分離處理，得到用于作為酸解浸取系統(tǒng)的補充水的第一清液和用于作為聚鐵系統(tǒng)原料的第一濃液。
預(yù)洗白水處理系統(tǒng)包括依次連接的預(yù)洗白水膜過濾單元和預(yù)洗白水膜分離單元，用于對一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行過濾和分離處理，得到用于作為酸解浸取系統(tǒng)的補充水的第二清液和用于作為聚鐵系統(tǒng)原料的第二濃液。
一洗白水處理系統(tǒng)包括依次連接的一洗白水膜過濾單元和一洗白水膜分離單元，用于對一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行過濾和分離處理，得到用于作為二洗板框的水洗水的第三清液和用于作為一洗板框的預(yù)洗水的第三濃液。
具體地，硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝主要包括酸解、水解、水洗和后處理等工序，本發(fā)明的回用系統(tǒng)主要回收利用板框系統(tǒng)對偏鈦酸制備完成后的水解料進行過濾和水洗時產(chǎn)生的廢酸和白水。水洗原理是利用偏鈦酸不溶于水的特性，通過過濾將偏鈦酸進行攔截，再用水進行漿料洗滌。
在水洗工序中會產(chǎn)生大量的廢酸和白水，廢酸和白水中主要含有游離硫酸、偏鈦酸粉體和硫酸亞鐵等，粉體流失嚴(yán)重的同時，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。
水解料經(jīng)一洗板框過濾后會產(chǎn)生廢酸，經(jīng)一洗板框預(yù)洗后會產(chǎn)生酸水和預(yù)洗白水，經(jīng)一洗板框水洗后會產(chǎn)生一洗白水。廢酸處理系統(tǒng)主要用于對一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行處理，以得到一水硫酸亞鐵和一定酸度的酸，該酸可作為酸解系統(tǒng)的酸解酸進行回用，其中，酸解系統(tǒng)為硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工序中的酸解工段。
廢酸處理系統(tǒng)中的預(yù)處理單元用于去除一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸中的粉體，得到第四清液；煅燒尾氣單元用于對第四清液進行噴淋濃縮；膜處理單元用于對濃縮后的第四清液進行過濾處理，去除濃縮后的第四清液中的粉體和少量結(jié)晶硫酸亞鐵；蒸發(fā)單元用于對經(jīng)過濾處理后的第四清液進行蒸發(fā)處理，得到一水硫酸亞鐵、用于作為酸解系統(tǒng)的酸解酸的70酸以及用于作為一洗板框的水洗水的冷凝水。
偏鈦酸制備完成后得到水解料，水解料經(jīng)一洗板框過濾后產(chǎn)生廢酸，廢酸進入預(yù)處理單元去除粉體后，清液進入煅燒尾氣單元，經(jīng)煅燒尾氣噴淋直接換熱濃縮至硫酸酸度30％后，進入膜處理單元去除廢酸中的固體污染物，隨后進入蒸發(fā)單元，廢酸在蒸發(fā)單元中濃縮至硫酸酸度為70％的70酸，蒸發(fā)單元產(chǎn)生的70酸可作為酸解工段的酸解酸，在作為酸解工段的酸解酸時，蒸發(fā)單元產(chǎn)生的70酸需和從外界加入的98酸混合成87酸，然后進入酸解工段，作為酸解工段的酸解酸。蒸發(fā)單元產(chǎn)生的一水硫酸亞鐵可以直接售賣或作為聚鐵生產(chǎn)的鐵源；蒸發(fā)單元產(chǎn)生的冷凝水可返回給一洗板框，做預(yù)洗水和一洗水的補充水。
由于一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸較多，如將廢酸全部經(jīng)過廢酸處理系統(tǒng)處理得到70酸，則70酸的產(chǎn)出量遠大于酸解工段所需的酸解酸，因此，本發(fā)明的回收系統(tǒng)還包括廢酸膜處理系統(tǒng)，一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸一部分送入廢酸處理系統(tǒng)進行處理，另一部分送入廢酸膜處理系統(tǒng)進行過濾處理，去除粉體后的清液進入聚鐵系統(tǒng)做聚鐵。
酸水處理系統(tǒng)主要用于對一洗板框產(chǎn)生的酸水進行過濾和分離處理，酸水處理系統(tǒng)中的酸水膜過濾單元用于去除酸水中的粉體，酸水膜分離單元用于對去除粉體后的酸水清液進行離子分離，攔截酸水清液中的硫酸亞鐵，得到第一清液和第一濃液，第一清液可作為酸解浸取系統(tǒng)的補充水，回用至酸解工段替換酸解浸取系統(tǒng)的反滲透濃水；第一濃液可去聚鐵系統(tǒng)做聚鐵。
預(yù)洗白水處理系統(tǒng)主要用于對一洗板框產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行過濾和分離處理，預(yù)洗白水處理系統(tǒng)中的預(yù)洗白水膜過濾單元用于去除預(yù)洗白水中的粉體，預(yù)洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的預(yù)洗白水清液進行離子分離，得到第二清液和第二濃液，第二清液可作為酸解浸取系統(tǒng)的補充水，回用至酸解工段以替換酸解浸取系統(tǒng)的反滲透濃水；第二濃液可去聚鐵系統(tǒng)做聚鐵。
一洗白水處理系統(tǒng)主要用于對一洗板框產(chǎn)生的一洗白水進行過濾和分離處理，一洗白水處理系統(tǒng)中的一洗白水膜過濾單元用于去除一洗白水中的粉體，一洗白水膜分離單元用于對去除粉體后的一洗白水清液進行離子分離，得到第三清液和第三濃液，第三清液可收集起來引入二洗水緩沖罐，補充少量脫鹽水后作為二洗水循環(huán)使用，第三濃液可作為水解料在一洗板框中的第一次預(yù)洗水。
在采用硫酸法生產(chǎn)鈦白粉時，使用本發(fā)明的回用系統(tǒng)后，水解料經(jīng)一洗板框過濾產(chǎn)生廢酸后，先用一洗白水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的第三濃液對一洗板框進行預(yù)洗，預(yù)洗時會產(chǎn)生酸水進入酸水處理系統(tǒng)進行過濾和分離處理，經(jīng)第三濃液預(yù)洗后的一洗板框，再用原酸解工段浸取水預(yù)洗，此時會產(chǎn)生預(yù)洗白水進入預(yù)洗白水處理系統(tǒng)進行過濾和分離處理，最后采用脫鹽水洗滌板框產(chǎn)生的一洗白水進入一洗白水處理系統(tǒng)進行過濾和分離處理。
通過廢酸處理系統(tǒng)、酸水處理系統(tǒng)、預(yù)洗白水處理系統(tǒng)和一洗白水處理系統(tǒng)分別對一洗板框產(chǎn)生的廢酸、酸水、預(yù)洗水和一洗白水進行處理，可截留廢酸和白水中的粉體，降低粉體產(chǎn)品流失，提高鈦白粉回收率，并且產(chǎn)生的清液和濃液可回用于酸解工段和水洗工序，或作為聚鐵原料，使得水洗工序的水洗耗水降低至7～10t/tTiO2(生產(chǎn)1噸TiO2的水洗耗水為7～10噸)，以提高水洗水的循環(huán)利用率，且整個工藝過程無酸性廢水排放，無需中和處理，也不會對環(huán)境造成污染。
本實施例中，預(yù)處理單元、膜處理單元和膜過濾單元主要用于攔截固體實現(xiàn)固液分離，膜分離單元主要用于攔截硫酸亞鐵離子。
采用本實施例的回用系統(tǒng)后，硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝中，一洗板框的預(yù)洗水主要來自三部分：蒸發(fā)單元產(chǎn)生的冷凝水、一洗白水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的第三濃液和酸解工段的浸取水。
酸解工段的酸解酸來自兩部分：蒸發(fā)單元產(chǎn)生的70酸、系統(tǒng)外補充的98酸。
酸解浸取系統(tǒng)的補充水來自兩部分：酸水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的第一清液、預(yù)洗白水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的第二清液。
聚鐵系統(tǒng)所需的原料來自三部分：廢酸膜處理系統(tǒng)產(chǎn)生的清液、酸水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的第一濃液、預(yù)洗白水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的第二濃液。
本實施例中的預(yù)處理單元、膜處理單元和膜過濾單元對粉體有超高截留率，系統(tǒng)粉體流失率為0％。
酸水膜分離單元的酸水回收率大于20％(酸水膜分離單元產(chǎn)生的第一清液比酸水膜過濾單元清液大于20％)，產(chǎn)出第一清液中鐵離子含量＜5000ppm，產(chǎn)出第一濃液中鐵離子＞50000ppm。
預(yù)洗白水膜分離單元的預(yù)洗白水回收率大于80％(預(yù)洗白水膜分離單元產(chǎn)生的第二清液比預(yù)洗白水膜過濾單元清液大于80％)，產(chǎn)出第二清液中鐵離子含量＜500ppm，產(chǎn)出第二濃液中鐵離子＞50000ppm。
一洗白水膜分離單元的一洗白水回收率大于80％(一洗白水膜分離單元產(chǎn)生的第三清液比一洗白水膜過濾單元清液大于80％)，產(chǎn)出第三清液中鐵離子含量＜2ppm。
板框洗滌系統(tǒng)分為兩部分，一洗板框系統(tǒng)和二洗板框系統(tǒng)，其中二洗板框系統(tǒng)產(chǎn)出洗水套用于一洗板框系統(tǒng)；一洗板框系統(tǒng)產(chǎn)水經(jīng)過膜過濾和膜分離單元處理后，所得清水套用于二洗板框系統(tǒng)。
板框洗滌與一洗白水膜分離水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的硫酸濃度為1％～3％。
全系統(tǒng)酸解浸取水消耗量小于7t/tTiO2，即產(chǎn)生1噸TiO2，全系統(tǒng)水洗消耗的浸取水消耗量小于7噸。
全系統(tǒng)新鮮脫鹽水消耗量小于2.5t/tTiO2。
全系統(tǒng)外排物料為一水硫酸亞鐵，一水硫酸亞鐵排放量小于1t/tTiO2，其中一水硫酸亞鐵濃度大于80％。
本發(fā)明還提供一種硫酸法鈦白粉的廢酸與白水的回用系統(tǒng)的回用方法的具體實施例，如圖2所示，包括：
將一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行處理，得到一水硫酸亞鐵和70酸和冷凝水，并將70酸送入酸解系統(tǒng)作為酸解系統(tǒng)的酸解酸，將冷凝水送入一洗板框作為一洗板框水洗水；
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行過濾和分離處理，得到第一清液和第一濃液，并將第一清液送入酸解浸取系統(tǒng)作為酸解浸取系統(tǒng)的補充水，將第一濃液送入聚鐵系統(tǒng)制備聚鐵；
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行過濾和分離處理，得到第二清液和第二濃液，并將第二清液送入酸解浸取系統(tǒng)作為酸解浸取系統(tǒng)的補充水，將第二濃液送入聚鐵系統(tǒng)制備聚鐵；
將一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行過濾和分離處理，得到第三清液和第三濃液，并將第三清液送入二洗板框作為二洗板框的水洗水，將第三濃液送入一洗板框作為一洗板框的預(yù)洗水，預(yù)洗水指包括預(yù)洗產(chǎn)生酸水和預(yù)洗白水的那部分水。
本實施例中，上述各個步驟之間的先后順序可根據(jù)實際處理邏輯進行互換，上述步驟的撰寫順序并不構(gòu)成對各步驟的先后順序的限定。
其中，將一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行處理，得到一水硫酸亞鐵、70酸和冷凝水具體包括：
將一洗板框過濾產(chǎn)生的廢酸進行預(yù)處理，去除廢酸中的粉體，得到第四清液，將截留的粉體送入一洗板框繼續(xù)水洗；
采用煅燒尾氣對第四清液進行噴淋濃縮；
將噴淋濃縮后的第四清液進行過濾，去除濃縮后的第四清液中的粉體和少量結(jié)晶硫酸亞鐵；
將過濾處理后的第四清液進行蒸發(fā)處理，得到70酸和一水硫酸亞鐵，并將70酸送入酸解系統(tǒng)作為酸解工段的酸解酸，將蒸發(fā)處理產(chǎn)生的冷凝水送入一洗板框作為預(yù)洗水和一洗水的補充水。
其中，還包括：
對一洗板框過濾產(chǎn)生的一部分廢酸進行固液分離，去除廢酸中的粉體，并將粉體返回一洗板框進行水洗；
將產(chǎn)生的第五清液送入聚鐵系統(tǒng)制備聚鐵。
其中，將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行過濾和分離處理，得到第一清液和第一濃液具體包括：
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進行固液分離，去除酸水中的粉體，得到酸水清液；
將固液分離產(chǎn)生的酸水清液進行離子分離，得到第一清液和第一濃液；
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行過濾和分離處理，得到第二清液和第二濃液具體包括：
將一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進行固液分離，去除預(yù)洗白水中的粉體，得到預(yù)洗白水清液；
將固液分離產(chǎn)生的預(yù)洗白水清液進行離子分離，得到第二清液和第二濃液；
將一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行過濾和分離處理，得到第三清液和第三濃液具體包括：
將一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進行固液分離，去除一洗白水中的粉體，得到一洗白水清液；
將固液分離產(chǎn)生的一洗白水清液進行離子分離，得到第三清液和第三濃液。
酸水進行固液分離產(chǎn)生的粉體、預(yù)洗白水進行固液分離產(chǎn)生的粉體以及一洗白水進行固液分離產(chǎn)生的粉體均返回一洗板框繼續(xù)進行水洗。
具體地，硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝，采用外加晶種水解方式制備偏鈦酸。
水解料經(jīng)一洗板框過濾后產(chǎn)生的廢酸中的約85％進入廢酸處理系統(tǒng)，經(jīng)過預(yù)處理單元、煅燒尾氣單元、膜處理單元和蒸發(fā)單元處理后，廢酸處理系統(tǒng)產(chǎn)生約7％(占85％廢酸的比例)的粉體漿料、約34％的70酸、約43％的冷凝水、約16％的硫酸亞鐵。
水解料經(jīng)一洗板框過濾后產(chǎn)生的廢酸中的約15％進入廢酸膜處理系統(tǒng)，經(jīng)廢酸膜處理系統(tǒng)處理后，產(chǎn)生約7％的粉體漿料和約93％的清液。
一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的酸水進入酸水處理系統(tǒng)，經(jīng)過膜過濾單元、膜分離單元處理后，膜過濾單元產(chǎn)生約3％的粉體漿料，膜分離單元產(chǎn)生約22％的第一清液和約75％的第一濃液。
一洗板框預(yù)洗產(chǎn)生的預(yù)洗白水進入預(yù)洗白水處理系統(tǒng)，經(jīng)過膜過濾單元、膜分離單元的處理后，膜過濾單元產(chǎn)生約2％的粉體漿料，膜分離單元產(chǎn)生約81％的第二清液和約17％的第二濃液。
一洗板框水洗產(chǎn)生的一洗白水進入一洗白水處理系統(tǒng)，經(jīng)過膜過濾單元、膜分離單元的處理后，膜過濾單元產(chǎn)生約1％的粉體漿料，膜分離單元產(chǎn)生約88％的第三清液和約11％的第三濃液。