氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法技术

本发明专利技术涉及钛白粉制造领域的氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，包括以下步骤：A、将钛铁矿粉磨成粉料，制成浆料，通入氯化氢；B、氯化氢和氧化铁反应，生成三氯化铁和氯化亚铁；C、过滤，滤渣经过洗涤、烘干后制得富钛料；D、在滤液中加入纯碱，沉淀物为氢氧化铁和碳酸亚铁，即菱铁矿；E、再次过滤，得到的菱铁矿供给钢铁厂炼铁；F、滤出的氯化钠溶液反渗透浓缩，所得纯净水循环再用，浓缩后的氯化钠溶液成为氯碱厂的原料；氯碱厂的副产品氯化氢用于盐酸法富钛料生产，富钛料生产的滤液中的副产品氯化钠作为氯碱厂原料，菱铁矿是炼铁的原料；减少了生产成本，提高富钛料品质，实现三废零排放，真正绿色生产，造福人类。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及白色颜料钛白粉的制造领域，具体是指一种。
技术介绍
钛白粉学名二氧化钛(TiO2),被公认为是目前世界上性能最为优越的白色颜料。它无毒且具有最佳的不透明性、最佳的白度和光亮度，广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、陶瓷、化妆品、食品和医药等工业，被称为“工业味精”，其人均消费量作为衡量一个国家经济发展水平的重要指标，也是衡量该国市场潜力的有力证据。作为我国经济的基础产业，钛白粉从根本上牵动着各个行业的发展神经，经常被誉为国民经济发展的“晴雨表”。钛白粉的制造方法有两种，硫酸法和氯化法。硫酸法钛白生产工艺的生产操作程序非常复杂，其基本化学反应包含有一系列的简单化学反应，如由铁精矿作为原料的酸解、水解和煅烧等。硫酸法主要是以钛铁矿和硫酸为原料，用硫酸分解成TiOSO4溶液，过滤除去钛液中的不溶性杂质，然后通过真空结晶、固液分离除去FeSO4 7H20，再经浓缩后热水解，制得偏钛酸，洗涤、漂白除去可溶性硫酸盐并滤干，经煅烧脱水脱硫转化为二氧化钛。硫酸法工艺，每生产一吨钛白粉，产生4-5吨绿矾，产生8-10吨20%浓度的废酸，这些废物均对环境造成影响。硫酸法只能生产低档的钛白产品。氯化法钛白生产工艺是用含富钛料，在含还原料存在的情况下，将氯气通入800-1000°C的氯化反应器内连续进行的，反应所得TiCl4经精馏提纯，然后再进行气相氧化，在速冷后经过气固分离得到钛白粉，它可以高效率的连续化、自动化操作，产品质量好，直接排放的“三废”比硫酸法少得多，必将取代硫酸法钛白生产工艺。国家产业结构调整指导目录(2011年本)鼓励类中第十一条第7款规定，鼓励单线产能3万吨/年及以上、并以二氧化钛含量不小于90%的富钛料(人造金红石、天然金红石、高钛渣)为原料的氯化法钛白粉生产项目，而限制类中第四条中的第11款已明确限制新建硫酸法钛白项目。由于氯化法钛白生产工艺要求用富钛料生产(二氧化钛含量不小于90%的富钛料)，富钛料在国际市场供不应求，国内尚无规模化生产企业。盐酸法富钛料生产技术是近年来新开发的一种富钛料生产技术，该技术处理废水的工艺是酸喷雾焙烧，使废水中的氯化铁、氯化亚铁转化为铁的氧化物，氯根转化为盐酸再回收利用，该方法在浓缩废水时要大量的能耗，且由于氯化钙、氯化镁分解温度较高，造成氧化铁渣中含有大量的氯离子而无法用于炼铁，加上高温下的氯化氢对设备腐蚀性很大，在焙烧过程中硫化物和磷化物也混入盐酸回收系统，增加了盐酸的杂质成份，这些因素限制了盐酸法富钛料生产工艺的推广应用。另一方面，现有的氯碱企业在生产烧碱时，也会产生大量的氯，即氯气或者氯化氢。近几年来依靠PVC平衡氯的途径已导致全行业亏损，平衡氯已是当前氯碱企业的头等大事。综上，推广氯化法钛白粉生产，必须要有足够的富钛料。盐酸法富钛料生产，对钛铁矿品位要求不高，所得产品质量高，生产成本低，是最佳的生产工艺。而盐酸法富钛料的生产又必须要解决氯化铁废水处理问题；氯碱企业是我国重要的基础化工工业，地位极其重要，而氯碱企业也要解决氯平衡问题。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术提供一种。本专利技术使用的技术方案如下一种，它包括以下步骤A、将钛铁矿粉磨成粉料，加入纯净水制成浆料，通入氯化氢；B、氯化氢和氧化铁进行酸解化学反应，生成三氯化铁和氯化亚铁；C、过滤，滤渣经过洗涤、烘干后制得富钛料；D、在滤液中加入纯碱，沉淀物为氢氧化铁和碳酸亚铁，即菱铁矿；E、再次过滤，得到的菱铁矿供给钢铁厂炼铁；F、氯化钠溶液进行反渗透浓缩，所得纯净水可循环用于上述步骤A中，再制成浆料，浓缩后的氯化钠溶液成为氯碱厂的原料。所述步骤A使用破碎机和球磨机两级机械粉碎，粉料粒径70um过筛率大于70 %，浆料固液比为I : 4，所述氯化氢为氯碱厂副产品。所述步骤B中，氯化氢与氧化铁的摩尔浓度比为2-3 1，酸解化学反应时间为4-6小时。所述步骤C或者E中，使用压力过滤装置进行过滤。所述步骤D中所得的菱铁矿中氯离子含量小于0. 5%。所述步骤F中，反渗透膜盐份截留率大于95%，纯净水中氯化钠含量少于5克/升，浓缩后的氯化钠溶液中氯化钠含量大于300克/升。上述步骤B中，还生成微量氯化镁、氯化钙、氯化锰、氯化铝；上述步骤D或E中，菱铁矿中还含有微量碳酸镁、碳酸钙、碳酸锰、氢氧化铝。本专利技术的有益效果是(I)氯碱和盐酸法富钛料联合生产，两厂三废零排放，实现绿色制造。即氯碱生产的副产品氯化氢用于盐酸法富钛料生产；富钛料生产的副产品氯化钠作为氯碱企业制造烧碱的原料，菱铁矿是炼铁的原料。(2)采用盐酸法生产富钛料，大大减少酸的消耗，提高富钛料品质，节省成本3000元/吨以上。(3)解决了氯碱厂的氯平衡问题，又为氯碱企业提供氯化钠原料，为企业生产烧碱节省成本1500元/吨以上(含平衡氯而补贴到PVC上的费用)。(4)本专利技术对钛铁矿的品位高低适应性强，既可用国产广西、海南、攀枝花矿，也可用进口矿。(5)本专利技术氯在氯碱和富钛料生产过程中循环，不向外输出，有效解决了氯碱企业的氯平衡问题，也解决了盐酸法富钛料生产的废水处理问题，一箭双雕。(6)使用纯碱处理滤液更有以下四方面突出优点a.可一次性将铁、铝、镁、钙、锰等金属矿物全部沉淀出去，并且沉淀物中不含氯离子，使沉淀物可作为炼铁的原料使用。 b.加入纯碱后，废水转化为中性的氯化钠溶液，可在常温常压下进行净化浓缩，对设备没有腐蚀。c.氯化钠溶液，即食盐水可用反渗透的方法浓缩，这是目前世界上最经济成熟的废水浓缩装置。d.处理后的食盐水只要浓缩到一定的浓度就可作为氯碱企业的原料使用，无需结晶，烘干，从而节省大量能源，也不造成浪费。附图说明图I是本专利技术氯碱和盐酸法富钛料联合生产方框具体实施例方式通过下面实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图I所示，一种，它包括以下步骤A、将钛铁矿粉磨成粉料，加水制成浆料，通入氯碱副产品氯化氢；B、氯化氢和氧化铁反应，生成三氯化铁和氯化亚铁，以及微量氯化镁、氯化钙、氯化锰、氯化铝；C、采用压力过滤装置进行过滤，滤渣经过洗涤、烘干后制得富钛料；D、在滤液中加入纯碱，搅拌，沉淀物为氢氧化铁和碳酸亚铁，即菱铁矿，还含有微量碳酸镁、碳酸钙、碳酸锰、氢氧化铝；E、再次过滤，得到的菱铁矿供给钢铁厂炼铁；F、滤出的氯化钠溶液反渗透浓缩，所得纯净水可循环再用，浓缩后的氯化钠溶液成为氯碱厂的原料。上述步骤B中，生成三氯化铁FeCl3，氯化亚铁FeCl2，以及微量氯化镁MgCl2，氯化钙CaCl2，氯化锰MnCl2，氯化铝A1C13。上述步骤D中，在滤液中加入纯碱=Na2CO3，发生以下化学反应2FeCl3+3Na2C03+3H20 — 2Fe(0H)3 丨 +6NaCl+3C02 fFeCl2+Na2C03 — FeCO3 丨 +2NaClMgCl2+Na2C03 — MgCO3 I +2NaClCaCl2+Na2C03 — CaCO3 I +2NaClMnCl2+Na2C03 — MnCO3 丨 +2NaCl2AlCl3+3Na2C03+3H20—2A1 (OH)3 丨 +6NaCl+2C02 f从上述化学反应可知，溶液中的金属离子全部转化为沉淀物，原混合溶液转化为只含有氯化钠溶质的纯净溶液，经过步骤E再次过滤后，得到的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氯碱和盐酸法富钛料联合生产的方法，其特征在于：它包括以下步骤：A、将钛铁矿粉磨成粉料，加入纯净水制成浆料，通入氯化氢；B、氯化氢和氧化铁进行酸解化学反应，生成三氯化铁和氯化亚铁；C、过滤，滤渣经过洗涤、烘干后制得富钛料；D、在滤液中加入纯碱，沉淀物为氢氧化铁和碳酸亚铁，即菱铁矿；E、再次过滤，得到的菱铁矿供给钢铁厂炼铁；F、氯化钠溶液进行反渗透浓缩，所得纯净水可循环用于上述步骤A中，再制成浆料，浓缩后的氯化钠溶液成为氯碱厂的原料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王骏，
申请(专利权)人：王骏，
类型：发明
国别省市：