本發(fā)明涉及一種硫酸法鈦白粉生產工藝，尤其是一種硫酸法鈦白粉生產過程中副產物的處理方法。
背景技術：
：二氧化鈦，俗名鈦白粉，是一種重要的無機化工原料，其折射率在所有白色顏料中最高。自上世紀四五十年代開發(fā)成功以來，發(fā)展迅速，占全部白色顏料使用量的80％以上，廣泛應用于涂料、塑料、造紙、油墨、化纖、橡膠、化妝品、食品等行業(yè)。2016年我國鈦白粉生產總量創(chuàng)歷史新高，達到了250多萬噸。鈦白粉生產工藝主要有硫酸法和氯化法兩種，我國生產工藝以硫酸法為主，氯化法產量占比10％左右。硫酸法工藝廢水廢渣的產生量遠超氯化法工藝。隨著環(huán)保壓力的增大，如何充分利用鈦白生產過程中產生的各種廢副，實現(xiàn)最大化的利用成為硫酸法鈦白粉工藝研究的重點。在硫酸法鈦白粉生產過程中，通常使用鈦精礦或高鈦渣作為原料，用硫酸把鈦變成可溶性的硫酸氧鈦，然后經過一系列的除雜變成純度較高的硫酸氧鈦溶液。經過水解成偏鈦酸后，通過水洗漂白等工序進一步除去金屬雜質，最后通過煅燒把偏鈦酸轉化成銳鈦型二氧化鈦或金紅石型的二氧化鈦。其典型步驟可概括如下：(1)用鈦精礦或酸溶性鈦渣與硫酸進行酸解反應，得到硫酸氧鈦溶液；(2)水解硫酸氧鈦溶液得到粗偏鈦酸料漿；(3)對粗偏鈦酸料漿進行水洗、鹽處理，得預處理偏鈦酸；(4)預處理偏鈦酸送入轉窯煅燒產出鈦白粉基料；(5)鈦白粉基料經過后處理工序制得鈦白粉產品。在上述煅燒過程，通常用天然氣或煤氣作為能源，通過空氣把熱量從燃燒室?guī)У礁G尾，風量高達幾千方/小時，在這一過程中，會把窯內大量的粉塵帶到窯尾，該粉塵尾粉的量占到轉窯總產量的2～5wt％，并最終通過尾氣噴淋和除塵裝置，把這部分粉塵收集回來。在生產金紅石型二氧化鈦的工藝中，粉塵含有金紅石型二氧化鈦、銳鈦型二氧化鈦、偏鈦酸，及其含有高達20～30ppm的cr和將近100ppm的fe(見表1)，金紅石型二氧化鈦含量不到50％，難以回收利用。由于煅燒尾粉雜質含量較高，若直接混入窯前預處理偏鈦酸濾餅進行回收，則會影響產品質量，如果直接添加到窯后，則會因為鹽分過高，影響打漿粘度和產品質量。表1、某一尾粉主要成份分析tio2(％)fe(ppm)s(ppm)cr(ppm)86.480.2190009.7從表1中可以看出，煅燒尾粉中含有大量的鈦，具有回收價值，但同時雜質含量較多，凈化難度大，在產業(yè)上副產物回收需重點考慮經濟性，目前尚無經濟可行的煅燒尾粉回收方法。技術實現(xiàn)要素：為實現(xiàn)在產業(yè)上回收煅燒尾粉，本發(fā)明提供了一種煅燒尾粉的回收利用方法。本發(fā)明所采用的技術方案是：煅燒尾粉的回收利用方法，包括以下步驟：a、取煅燒尾粉進行打漿，得到尾粉料漿；b、向尾粉料漿中加入計量硫酸溶液和三價鈦試劑進行漂白和還原，并在漂白過程的后期加入煅燒晶種，得到漂白料漿；c、對漂白料漿進行水洗去除其中可溶性雜質，得到水洗后料漿；d、將水洗后料漿與二洗偏鈦酸料漿按一定比例混合，依次進行鹽處理、煅燒后，得到鈦白粉基料。發(fā)明人采用本發(fā)明的方法實現(xiàn)將煅燒尾粉回收用于生產鈦白粉基料，實驗證明最終得到鈦白粉基料各項顏料指標均能符合產品標準。本發(fā)明中所述的“三價鈦試劑”指的是硫酸法鈦白粉生產工藝中常用的，用于還原一洗偏鈦酸料漿中三價鐵的三價鈦試劑。所述“二洗偏鈦酸料漿”指的是硫酸法鈦白粉生產工藝中粗偏態(tài)酸料漿經過一次水洗、漂白、二次水洗后的終產物。作為本發(fā)明的進一步改進，步驟d中水洗后料漿(以ti2o計)添加量與二洗偏鈦酸料漿(以ti2o計)的質量比≤0.8。發(fā)明人通過大量實驗發(fā)現(xiàn)，添加過多的回收尾粉料漿，容易造成所得鈦白粉基料的色相變差、硬度變硬，原因是水洗后料漿中含有部分金紅石型二氧化鈦(源自煅燒尾粉)，如配比量太大，在煅燒過程中很容易過燒從而影響產品質量。作為本發(fā)明的進一步改進，步驟b漂白和還原反應溫度為40～80℃，反應時間為30～120min。作為本發(fā)明的進一步改進，步驟c水洗工序的洗水用量為步驟a中所取煅燒尾粉質量的15～40倍，以確?？扇苄噪s質去除充分。作為本發(fā)明的進一步改進，步驟a的打漿濃度為：尾粉料漿中鈦含量(以tio2計)為200～400g/l。作為本發(fā)明的進一步改進，步驟b中加入的硫酸溶液的質量濃度為30～98％，以確保能夠起到較好的漂白作用。作為本發(fā)明的進一步改進，步驟b中硫酸溶液的加入量為：得到的漂白料漿中游離酸(以h2so4計)的濃度為30～100g/l；三價鈦試劑的加入量為：得到的漂白料漿中三價鈦(以tio2計)濃度為0.5～2.0g/l。本發(fā)明的有益效果是：1)提供了一種煅燒尾粉的回收方法，實現(xiàn)煅燒尾粉中鈦資源的回收，防止大量煅燒尾粉堆積對環(huán)境造成污染和資源浪費。2)提供了一種鈦白粉基料的生產方法，該方法以副產物煅燒尾粉為原料，可降低鈦白粉生產成本。3)該方法工藝簡單，不增加生產成本，利于在產業(yè)上推廣。具體實施方式下面結合實施例對本發(fā)明進一步說明。實施例一：按照以下方法用煅燒尾粉生產鈦白粉基料a：(1)取煅燒尾粉(tio2＝86.4％，fe＝80.2ppm，s＝19000ppm，cr＝9.7ppm)10kg，加水打漿制成二氧化鈦濃度為200g/l的尾粉料漿。(2)向尾粉料漿中加入質量濃度為55％硫酸溶液和三價鈦試劑，控制硫酸溶液的加入量使得料漿中h2so4濃度為50g/l，控制三價鈦試劑的加入量使得漂白料漿中三價鈦濃度為1g/l。然后用蒸汽加熱至40℃，對漂白罐內的尾粉進行漂白，并在漂白過程的后期加入432g(以tio2計)煅燒晶種，漂白時間為30min。(3)漂白結束后，對漂白料漿進行水洗去除其中可溶性雜質，洗水用量為150kg。(4)水洗結束后，將水洗后料漿(以ti2o計)與二洗偏鈦酸料漿(以ti2o計)(tio2＝300g/l，fe＝28ppm)按50:100的質量比進行混合，得到混合料漿。(5)往該混合料漿中加入鹽處理劑磷酸，氫氧化鉀，硫酸鋅，控制加入量調整漿料中p2o5/tio2＝0.20％；k2o/tio2＝0.26；zno/tio2＝0.15，鹽處理后將濾餅烘干，得預處理偏鈦酸。(6)上述預處理偏鈦酸經過實驗室煅燒條件：先經過30min升溫至600℃，再以0.5℃/min的速率升溫至基料金紅石轉化率＝98.5％時終止煅燒，再經冷卻后得到鈦白粉基料a。(7)對鈦白粉基料a的顏料性能進行測定，檢測結果見表1。實施例二：按照以下方法用煅燒尾粉生產鈦白粉基料b：(1)取煅燒尾粉(tio2＝86.4％，fe＝80.2ppm，s＝19000ppm，cr＝9.7ppm)10kg，加水打漿制成二氧化鈦濃度為300g/l的尾粉料漿。(2)向尾粉料漿中加入質量濃度為98％硫酸溶液和三價鈦試劑，控制硫酸溶液的加入量使得料漿中h2so4濃度為100g/l，控制三價鈦試劑的加入量使得漂白料漿中三價鈦濃度為2g/l。然后用蒸汽加熱至60℃，對漂白罐內的尾粉進行漂白，并在漂白過程的后期加入432g(以tio2計)煅燒晶種，漂白時間為120min。(3)漂白結束后，對漂白料漿進行水洗去除其中可溶性雜質，洗水用量為300kg。(4)水洗結束后，將水洗后料漿(以ti2o計)與二洗偏鈦酸料漿(以ti2o計)(tio2＝300g/l，fe＝28ppm)按80:100的質量比進行混合，得到混合料漿。(5)往該混合料漿中加入鹽處理劑磷酸，氫氧化鉀，硫酸鋅，控制加入量調整漿料中p2o5/tio2＝0.20％；k2o/tio2＝0.26；zno/tio2＝0.15，鹽處理后將濾餅烘干，得預處理偏鈦酸。(6)上述預處理偏鈦酸經過實驗室煅燒條件：先經過30min升溫至600℃，再以0.5℃/min的速率升溫至基料金紅石轉化率＝98.5％時終止煅燒，再經冷卻后得到鈦白粉基料b。(7)對鈦白粉基料b的顏料性能進行測定，檢測結果見表1。實施例三：按照以下方法用煅燒尾粉生產鈦白粉基料c：(1)取煅燒尾粉(tio2＝86.4％，fe＝80.2ppm，s＝19000ppm，cr＝9.7ppm)10kg，加水打漿制成二氧化鈦濃度為400g/l的尾粉料漿。(2)向尾粉料漿中加入質量濃度為30％硫酸溶液和三價鈦試劑，控制硫酸溶液的加入量使得料漿中h2so4濃度為30g/l，控制三價鈦試劑的加入量使得漂白料漿中三價鈦濃度為0.5g/l。然后用蒸汽加熱至80℃，對漂白罐內的尾粉進行漂白，并在漂白過程的后期加入432g(以tio2計)煅燒晶種，漂白時間為80min。(3)漂白結束后，對漂白料漿進行水洗去除其中可溶性雜質，洗水用量為400kg。(4)水洗結束后，將水洗后料漿(以ti2o計)與二洗偏鈦酸料漿(以ti2o計)(tio2＝300g/l，fe＝28ppm)按10:100的質量比進行混合，得到混合料漿。(5)往該混合料漿中加入鹽處理劑磷酸，氫氧化鉀，硫酸鋅，控制加入量調整漿料中p2o5/tio2＝0.20％；k2o/tio2＝0.26；zno/tio2＝0.15，鹽處理后將濾餅烘干，得預處理偏鈦酸。(6)上述預處理偏鈦酸經過實驗室煅燒條件：先經過30min升溫至600℃，再以0.5℃/min的速率升溫至基料金紅石轉化率＝98.5％時終止煅燒，再經冷卻后得到鈦白粉基料c。(7)對鈦白粉基料c的顏料性能進行測定，檢測結果見表1。對比例四：按照以下方法由水洗合格的二洗偏鈦酸料漿制備鈦白粉基料d。(1)取經水洗合格的二洗偏鈦酸料漿(tio2＝300g/l，fe＝28ppm)30kg，往該二洗偏鈦酸料漿中加入鹽處理劑磷酸，氫氧化鉀，硫酸鋅，控制加入量調整漿料中p2o5/tio2＝0.20％；k2o/tio2＝0.26；zno/tio2＝0.15，鹽處理后將濾餅烘干，得預處理偏鈦酸。(2)上述預處理偏鈦酸經過實驗室煅燒條件：先經過30min升溫至600℃，再以0.5℃/min的速率升溫至基料金紅石轉化率＝98.5％時終止煅燒，再經冷卻后得到鈦白粉基料d。(3)對鈦白粉基料d的顏料性能進行測定，檢測結果見表1。對比例五：按照以下方法用煅燒尾粉和水洗合格的二洗偏鈦酸料漿生產鈦白粉基料e：(1)取經水洗合格的二洗偏鈦酸料漿(tio2＝300g/l，fe＝28ppm)30kg，往該二洗偏鈦酸料漿中加入鹽處理劑磷酸，氫氧化鉀，硫酸鋅，控制加入量調整漿料中p2o5/tio2＝0.20％；k2o/tio2＝0.26；zno/tio2＝0.15，鹽處理后將濾餅烘干，得預處理偏鈦酸，(2)向預處理偏鈦酸中加入煅燒尾粉(tio2＝86.4％，fe＝80.2ppm，s＝19000ppm，cr＝9.7ppm)，煅燒尾粉(以ti2o計)與預處理偏鈦酸(以ti2o計)的質量比為80:100，然后將混合物經過實驗室煅燒條件：先經過30min升溫至600℃，再以0.5℃/min的速率升溫至基料金紅石轉化率＝98.5％時終止煅燒，再經冷卻后得到鈦白粉基料e。(3)對鈦白粉基料e的顏料性能進行測定，檢測結果見表1。表1：鈦白粉基料顏料性能檢測結果表干粉l干粉a干粉b顏色鈦白粉基料a97.83-0.352.15藍相鈦白粉基料b97.78-0.342.19藍相鈦白粉基料c97.88-0.362.10藍相鈦白粉基料d97.90-0.352.13藍相鈦白粉基料e97.43-0.252.55偏黃當前第1頁12