化学脱水法预浓缩工业钛白废酸的研究*
2020-08-03庞虹因唐盛伟
硫酸工业 2020年6期
关键词:质量
庞虹因,唐盛伟,张 涛
(四川大学化学工程学院,四川成都 610065)
二氧化钛(TiO2)俗称钛白粉,最主要的应用领域是涂料、纸张和塑料等行业[1]。目前,我国90%以上的钛白粉通过硫酸法生产。在硫酸法钛白粉生产过程中,会产生大量w(H2SO4)约20%的废硫酸,其中溶解了大量硫酸亚铁(FeSO4),还含有一定量的钛、铝、锰等元素[2]。该废酸如直接排放将会造成严重的环境污染及资源浪费。
目前,钛白废酸主要处理方法为直接利用和回收利用。直接利用包括采用碱性物质如石灰、氨水、氯化铵、尿素等进行反应,或作为原料生产净水剂、颜料、磷肥等[3-4]。该方法未实现硫酸和盐的分离,造成资源浪费。回收利用最为广泛的方法是采用真空蒸发技术对钛白废酸进行浓缩[5]。废酸蒸发浓缩过程中,大量的溶解盐沉淀析出,造成高浓度段换热器传热表面严重积垢,传热效率大幅降低,严重影响设备的可持续运行[6]。
有研究证明,化学脱水法能有效脱除稀酸中的水分和杂质,缓解直接蒸发过程中的盐沉淀析出、结垢等问题[7-8]。笔者以工业钛白废酸为研究对象,以FeSO4·H2O为脱水剂,主要研究了脱水时间、脱水剂用量及脱水温度对钛白废酸浓缩效果的影响,考察了杂质的脱除情况及脱水剂的循环再生性能。研究结果对钛白工业的绿色化发展及钛白废酸的资源化利用具有一定指导意义。
1 试验部分
1.1 试验原料
七水硫酸亚铁[w(FeSO4·7H2O)≥99%]为分析级试剂,购于成都科龙化学试剂有限公司;通过加热 FeSO4·7H2O 得 到w(FeSO4·H2O) ≥ 99% 一水硫酸亚铁。……
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