硫酸法钛白粉清洁生产工艺

钛白粉专栏

itanium Dioxide Column

□ 李金亮

（山东东佳集团股份有限公司，山东淄博 255215）

摘要:国内钛白粉产业95%采用硫酸法工艺，能耗高，资源转化率较低，伴生组分未能充分利用，排放部分废酸、废水、废渣和废气，钛白粉行业经过多年的发展，对清洁生产日益重视，资源综合利用技术水平和设施已趋成熟，完全有能力实现国家提出的节能减排和清洁生产目标。从利用生产余热等8个方面介绍了硫酸法钛白粉清洁生产新工艺。

关键词:硫酸法钛白粉;清洁生产;节能减排

中图分类号:TQ630.4+9 文献标识码:B 文章编号:1006-2556(2010)12-0028-03

Clean Production Process of Sulfuric Acid Method for

Titanium Dioxide

Li Jinliang

(Shandong Dongjia Group, Zibo 255200, Shandong Province)

Abstract:Sulfuric acid method is used in 95% of Chinese titanium dioxide enterprises. The shortcomings of the method include high energy-consuming, low resource transformation rate, insuf cient use of byproduct and the emission of waste acid, waste water, waste residue and waste gas. The industry has development for many years and more and more attention has been paid to the clean production, so the comprehensive utilization technology and level of resources is more and more perfect. To realize the aim of energy-saving, emission reduction and clean production is certainly possible.

Keywords:Sulfuric acid method titanium dioxide, clean production, energy-saving and emission reduction

0 前 言

钛白粉的生产工艺主要有硫酸法和氯化法2种。硫酸法生产工艺1925年始于美国的National Lead Industry，之后各地逐步建立生产厂，1941年生产出金红石型产品。硫酸法可生产锐钛型和金红石型钛白粉，其优点是能以价低易得的钛铁矿与硫酸为原料，技术较成熟，设备简单，防腐蚀材料易解决;其缺点是流程长，只能以间歇操作为主，湿法操作，硫酸、水消耗高，废物及副产物多，对环境污染大。

随着出口退税调整，国家对“两高一资”产业的限制，以及跨国企业纷纷拟在中国建厂，国内钛白粉厂家将面临越来越大的生存压力。单纯降低成本的老路基本已经被堵死，只有在产品科技含量和新型自主创新技术上面下功夫，才能寻得一条出路，振兴民族钛白粉产业。为此研究开发硫酸法钛白粉清洁生产新工艺已经成为中国钛白粉行业的重中之重，

只有这样才能够解决硫酸法钛白粉生产的瓶颈问题，使硫酸法钛白粉生产焕发新的活力，提高我国钛白粉产业的升级步伐和振兴民族产业。

如何实现硫酸法钛白粉的清洁生产，需要从硫酸法钛白粉生产整个工艺通盘考虑，既要实现资源的综合利用，减少生产中的能源消耗，又要减少废弃物的排放，努力实现废弃物零排放。硫酸法钛白粉清洁生产工艺流程图见图1。

1 利用生产余热创效

硫酸是硫酸法钛白粉生产的必要原材料，在用硫磺制酸生产过程中会产生大量的热能，山东东佳集团利用余热进行发电，极大地降低了钛白粉生产成本。

1.1 利用硫酸系统余热余压发电

我国从20世纪50年代末期开始对硫酸装置余热回收，随着利用余热回收蒸汽的技术渐趋成熟，利用

CHINA COATINGS

2010年第25卷第12期

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硫酸余热回收蒸汽发电的技术也成熟起来。在原有硫磺制酸系统上进行余热锅炉升压，余压、余热发电节能技术改造，采用抽汽背压式汽轮机驱动发电机，抽出 2 MPa过热蒸汽、背压排出的0.8 MPa饱和蒸汽及发的电，用于钛白粉及其他化工生产，每小时可发电6 000 kW·h,从而降低钛白粉的生产成本，提高生产利润，而且节约能源消耗，减少污染物排放，经济效益与节能环保效益显著。 1.2硫磺制酸低温余热的利用利用硫酸装置SO3吸收过程中的低温位余热产生低压蒸汽，每生产1 t硫酸可多回收0.8 MPa的低压蒸汽0.4~0.5 t,使产汽率最高可达1.7 t/t酸，硫酸装置总的热能回收率达到90%以上，这是硫酸工业低温余热利用的一项突破性的先进技术，是今后硫酸工业余热利用的发展方向。山东东佳集团经过分析研究决定，引进上海奥格利环保工程有限公司研发的国内先进的低温余热回收技术，在原有硫磺制酸系统上进行节能技术改造，此项目上马后每小时可产生蒸汽36 t,并使热能回收率由原来的65﹪提高到90﹪以上，回收的蒸汽用于本公司的钛白粉生产，从而降低集团公司各产品生产成本。

率高;②能提高酸解率2个百分点，每年可创效益几千万元;③废气排放缓慢，容易经碱淋吸收，没有污染问题;④用人员少;⑤更安全、平稳。如果在此项技术的基础上进行了改进，在其尾气系统上增加电除酸雾系统，能够彻底解决尾气排空污染大气问题。

3采用管式过滤机的水洗方法与目前中国钛白粉行业普遍使用的板框压滤机相比，能节省50%的水耗;大幅降低成本、减少废水排放及废水处理费用。年产5万t钛白粉生产线1 a节省的水费、电费、提高收率获利，合计约千万元， a可全 1.5部收回投资。占地面积少，节省投资。全自动控制，节;维护费用低。省人工。无运转部件、免维护无物料穿滤，不需要再投资建设二次回收装置。出液清澈、收率大幅提高。洗涤后，产品中杂质含量比更低 (原来70 -6 -6× 10,现在达30× 10 )提高产品质量。,

4采用真

空结晶法代替冷冻结晶法钛液中硫酸亚铁的结晶工艺，我国传统流程均采用冷冻结晶技术，即将钛液置于带有冷却盘管及搅拌器的贮槽中，用冷冻盐水冷却至6~8℃,使溶液中的七水硫酸亚铁结晶析出。该法缺点是设备大型化困难，能耗较高。而真空结晶技术是以蒸汽为动力，通过蒸汽喷射器使结晶器内形成真空状态，借钛液中水分的蒸发将结晶器内钛液的温度降至16~18℃,使七水硫酸亚铁结晶析出。这种方法不但使设备 29

2采用连续酸解工艺,确保酸解工序稳定操作并提高酸解工序收率连续酸解技术，能够提高酸解率，解决了酸解的污染问题。该技术的优点是:①设备占地面积小、效

中国涂料 2010年第25卷第12期

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Titanium Dioxide Column三洗，将会降低钛白粉的生产成本，实现对能源的综合利用，每年可节省14 025 t标准煤的热量具有很大的社会和经济效益。

的处理能力大大提高，而且由于钛液中的水分蒸发，提高了钛液浓度，减轻了后续钛液浓缩工序的负荷。因此，真空结晶法具有投资省、能耗低等优点。

5对砖窑尾气的治理利用将水洗废酸送入煅烧工段，通过与煅烧尾气直接接触，吸收煅烧尾气中的热量使废酸预热升温，并蒸发掉废酸中的部分水分，提高废酸的浓度，增加废酸浓缩装置的生产能力。废酸温度的提高，可有效地减少废酸浓缩过程中废酸预热所需的蒸汽耗量。同时，煅烧尾气通过废酸的接触洗涤，煅烧尾气温度可从350℃下降到150℃左右，降低煅烧尾气处理过程中温度对设备材质的要求。煅烧尾气温度的下降，还可使煅烧尾气洗涤水的耗量明显下降。

8对生产中产生的废酸的综合利用8.1生产硫酸铵采用该技术能够大大降低钛白粉废酸的处理成本，使钛白粉废酸能够综合利用，改变传统的钛白粉废酸处理方法，符合循环经济，节约型社会和环保政策，能够满负荷的处理钛白粉废酸，生产出高质量的硫酸铵，用该技术生产的硫酸铵生产成本低廉， …… 此处隐藏：3459字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……