在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺 本发明涉及一种废液治理工艺。特别是以离子交换法对钛白粉生产过程中排放的废硫酸进行治理的工艺。
现有技术中，用硫酸法生产钛白粉产生大量的废硫酸液，其硫酸浓度高达35％，低至5％，其中含有铁、锰、钛、钒等多种杂质。因其排放量大，杂质含量高、种类多，杂质分离很困难，使其难以得到开发利用。多年来，大部分企业直接将之排放至江河湖海之中，或是采用石灰中和处理后排放，但得到的红色石膏没有利用价值。现有的采用石灰中和处理的技术存在的缺点是：废液中的有效成份没有得到充分利用，处理后的废液排放仍污染环境。长期以来，钛白粉生产行业的废硫酸液排放带来的环保问题成了一个困扰人们的大难题。
本发明的目的是针对现有技术不足，提出了一种在钛白粉废硫酸液的治理中加入菱苦土或氧化镁进行离子交换生产硫酸镁的工艺。
本发明的目的是由以下技术方案来达到，本发明是一种在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁地工艺，其特点是按重量配比将硫酸反应浓度调为10-22.5％的钛白废硫酸液10-38份与氧化镁含量为75-95％的菱苦土或氧化镁2.8-6.0份进行混合并搅拌，使其充分进行离子交换反应，压滤分离出滤渣，得到硫酸镁滤液，滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、离心过滤得到固体硫酸镁。其化学化应为菱苦土中的氧化镁与废硫酸反应，生成硫酸镁，并利用菱苦土水解的碱性，将铁、锰、铬等元素生成沉淀物沉淀后分离出去。
本发明的目的还可以通过以下方案进一步达到。前述的在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺，其特点是含氧化镁75-95％的菱苦土或氧化镁与钛白废硫酸液混合之前，在保持钛白废硫酸液的硫酸反应浓度为10-22.5％的前题下，先加水或循环母液搅拌成均匀料浆再与钛白废硫酸液进行离子交换反应。使反应物均匀进行反应，反应速度得以提高。
本发明的目的还可以通过以下方案进一步达到。前述的在钛白粉硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺，其特点是在分层后压滤分离出的硫酸镁滤液中按重量每百份硫酸镁滤液加入1.0-1.44份含氧化镁75-95％的菱苦土或氧化镁，再加入足量双氧水充分反应后压滤分离出滤渣，得到硫酸镁清液，再蒸发浓缩、冷却结晶、离心过滤得到结晶硫酸镁。这是因为当菱苦土量微缺时，进行微调补充，双氧水使二价铁成为三价铁，使铁的脱除率得以提高；从而保证得到的晶体硫酸镁质量达到工业级硫酸镁的要求。
本发明的目的还可以通过以下方案进一步达到。前述的在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺，其特点是压滤分离得到的硫酸镁滤液或清液中，先用纯硫酸滴定，将PH值调至6-7，再蒸发浓缩、冷却结晶、离心过滤得到结晶硫酸镁。滴定是为了中和略过量的氢氧根。
本发明的目的还可以通过以下方案来进一步达到。前述的在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺，其特点是用水洗涤分离出的滤渣，压滤出的洗涤液加入硫酸镁滤液中或回收加入离子交换反应过程中循环使用。
本发明的目的还可以通过以下方案来进一步达到。前述的在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺，其特点是将压滤得到的含镁、硫和铁等元素且不含氯根的滤渣，干燥成粉状，或与其它类型肥料混合，制得多元硫镁复合肥。
本发明与现有技术相比，采用离子交换法在钛白粉废硫酸液的治理中加入菱苦土或氧化镁生产硫酸镁。成功地分离出钛白粉废硫酸液中的杂质，使废液中的有效成份得到充分利用，处理后无废液排放，分离出的滤渣制造农业肥料。本发明工艺简单，投资低，不仅解决了长期以来钛白粉生产行业的废硫酸液排放带来的环保难题，而且生产出的硫酸镁产品能获得较大的经济效益和良好的社会效益。将滤渣用于生产多元硫镁复合肥料，实现原料综合利用。
图1为本发明的简易工艺流程图。
图2为本发明的循环工艺流程图。
实施例一。下面的实施例进一步描述了本发明的发明内容。本实施例的在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺是这样的，如图1流程图所示，按每份0.1千克，在存有2.0千克(20份)浓度为28％的钛白废硫酸液的槽内，缓缓加入0.6千克(6份)氧化镁含量为75％的菱苦土，其硫酸反应浓度为22.3％，搅拌60分钟，让其继续反应，待充分作用后，压滤得滤渣1.6千克，硫酸镁滤液1.0千克，将其蒸发浓缩失水0.45千克、冷却结晶，离心过滤得MgSO4·7H2O含量为88％、Fe2+含量为0.02％的固体硫酸镁产品0.4千克和母液0.15千克。
实施例二。下面的实施例继续描述本发明的发明内容，本实施例的在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺是这样的：按每份0.1千克，将0.28千克(2.8份)含量为95％的氧化镁与1.52千克水，均匀调浆后缓慢加入存有1.0千克(10份)浓度为28％的钛白废硫酸的容器内，其硫酸反应浓度为10％，搅拌反应1小时后，让其继续反应，待充分作用后，压滤得滤渣0.875千克，硫酸镁滤液1.925千克，将滤渣用0.5千克水洗涤，再压滤得0.78千克滤渣和0.595千克硫酸镁滤液。两次硫酸镁滤液合并为2.52千克，将其蒸发浓缩失水1.755千克、冷却结晶，离心过滤得MgSO4·7H2O含量为94％、Fe2+含量为0.05％的固体硫酸镁产品0.645千克和母液0.12千克。两次滤渣合并后入肥料。
实施例三。下面的实施例继续描述本发明的发明内容。本实施例的在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺是这样的：按每份0.1千克，在存有2.25千克(22.5份)浓度为35％的钛白废硫酸液的容器中，缓缓加入0.48千克(4.8份)氧化镁含量为85％的菱苦土和1.55千克(15.5份)浓度为5％的稀废硫酸，其硫酸反应浓度为20.21％，保持搅拌40分钟，继续反应，待充分作用后，将反应生成物压滤得滤渣1.615千克和滤液2.665千克将此滤渣用0.615千克水调浆洗涤，再压滤得滤渣1.15千克和滤液1.08千克。两次滤液合并为3.745千克硫酸镁滤液，置入另一反应器中，向该反应器再加入0.054千克的菱苦土，搅拌反应充分后，压滤分离得滤渣0.08千克和澄清硫酸镁滤液3.719千克，将其蒸发浓缩失水2.139千克、冷却结晶，离心过滤得MgSO4·7H2O含量为97.8％、Fe2+含量小于0.03％的结晶硫酸镁产品1.28千克和母液0.3千克。两次滤渣合并后入肥料。
实施例四。下面的实施例继续描述本发明的发明内容。本实施例的在钛白粉废硫酸液的治理中生产硫酸镁的工艺是这样的：如图2流程图所示，按每份0.1千克，将0.35千克(3.5份)氧化镁含量为85％的菱苦土、0.98千克返回母液与0.18千克水一并加入调浆槽内，搅拌0.5小时后，再打入存有2.0千克(20份)浓度为28％的钛白废硫酸的反应器内，其硫酸反应浓度为15.95％，反应1小时出料，打入贮槽存放反应充分后，经压滤得滤渣1.49千克，硫酸镁滤液2.02千克；将滤渣用0.6千克水一起在调浆桶内洗涤0.5小时，再压滤得滤渣1.11千克，滤液0.98千克，该滤液作为返回母液循环使用。而前面压滤得到的硫酸镁滤液2.02千克中加入0.02千克菱苦土和后部流程返回的0.24千克离心母液，再加入0.0055千克双氧水，搅拌反应2小时左右，再压滤得滤渣0.051千克，澄清硫酸镁滤液2.2345千克，用纯硫酸滴定至PH值为6-7，经蒸发浓缩，失去水1.0145千克得到完成液1.22千克，冷却至摄氏35度结晶，经离心机离心过滤得MgSO4·7H2O含量≥98％、Fe2+含量≤0.001％的结晶七水工业硫酸镁产品0.98千克和离心母液0.24千克，离心母液循环使用。其质量达到国家行业标准HG/T2680-95一级品要求。将两次压滤得到的主要有效成份含镁、硫和铁等元素且不含氯根的滤渣干燥成粉状，与其它类型肥料混合，制得多元硫镁复合肥。