一種利用氯化法鈦白粉廢氣制備TiO₂及HCl溶液的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用氯化法鈦白粉廢氣制備TiO2及HCl溶液的方法，本發(fā)明將氯化法鈦白粉生產(chǎn)過程中的氯化廢氣通入酸洗塔，通過噴淋18～22％稀鹽酸將廢氣中含有的TiCl4吸收，鹽酸溶液中TiCl4遇水發(fā)生水解反應(yīng)，生成TiOCl2和HCl，形成含有TiOCl2的懸濁液，通過兩級膜過濾系統(tǒng)，將氯化廢氣生成的含TiOCl2的鹽酸溶液進(jìn)行分離，得到超細(xì)TiO2和鹽酸溶液，收集的TiO2可作為氯化法鈦白粉系統(tǒng)的副產(chǎn)品進(jìn)行銷售；分離出的鹽酸可以外售，也可以送至氯化法鈦白粉系統(tǒng)后處理使用。
【專利說明】
一種利用氯化法鈦白粉廢氣制備T i O2及HCI溶液的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及氯化法鈦白粉氯化廢氣綜合利用領(lǐng)域，具體是涉及一種利用氯化法鈦白粉廢氣制備T12及HCl溶液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦白粉學(xué)名為二氧化鈦，被認(rèn)為是世界上性能最好的一種白色顏料，具有較高的遮蓋力、耐候性、消色力等，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、陶瓷、化妝品、食品和醫(yī)藥等精細(xì)化工行業(yè)。目前生產(chǎn)鈦白粉的方法主要有硫酸法和氯化法兩種工藝。硫酸法是將鈦鐵粉與濃硫酸進(jìn)行酸解反應(yīng)生產(chǎn)硫酸亞鈦，經(jīng)水解生成偏鈦酸，再經(jīng)鍛燒、粉碎即得到鈦白粉產(chǎn)品。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是能以價低易得的鈦鐵礦與硫酸為原料，技術(shù)較成熟，設(shè)備簡單，防腐蝕材料易解決。其缺點(diǎn)是流程長，只能以間歇操作為主，濕法操作，硫酸和水消耗高，廢物及副產(chǎn)物多，對環(huán)境污染大。氯化法是將金紅石或高鈦熔渣粉料與焦炭混合后進(jìn)行高溫氯化生產(chǎn)精四氯化鈦，精餾、除釩后，進(jìn)行高溫氧化，分級、表面處理，再經(jīng)過濾、水洗、干燥、粉碎得到鈦白粉產(chǎn)品。其優(yōu)點(diǎn)是流程短，生產(chǎn)能力易擴(kuò)大，連續(xù)自動化程度高，能耗相對低，“三廢”少等優(yōu)點(diǎn)，由于其在環(huán)保和產(chǎn)品質(zhì)量上的優(yōu)勢，氯化法成為國內(nèi)鈦白粉行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的方向。
[0003]目前國內(nèi)氯化法鈦白粉生產(chǎn)過程中氯化工藝主要是沸騰氯化和熔鹽氯化，氯化法鈦白粉和金屬鈦工業(yè)生產(chǎn)四氯化鈦時，鈦原料與氯氣進(jìn)行高溫氯化反應(yīng)得到中間產(chǎn)品四氯化鈦，其主要生產(chǎn)化學(xué)反應(yīng)原理如下:
[0004]Ti02+C+2Cl2 = TiCl4+C02 (I)
[0005]Ti02+2C+2Cl2 = TiCl4+2C0 (2)
[0006]TiCl4+02 = Ti02+2Cl2 (3)
[0007]在氯化工藝生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生含有一定量TiCl4的廢氣，有些廠家將氯化廢氣經(jīng)簡單處理后直接排空，既浪費(fèi)資源，又造成了環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種利用氯化法鈦白粉廢氣制備T12及HCl溶液的方法。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種利用氯化法鈦白粉廢氣制備T12及HCl溶液的方法，包括以下步驟:
[0011](I)將氯化法鈦白粉生產(chǎn)過程中的氯化廢氣通入酸洗塔，通過噴淋18?22%稀鹽酸將廢氣中含有的TiCl4吸收，得到酸性廢液，在酸洗塔的循環(huán)鹽酸溶液中TiCl4遇水發(fā)生水解反應(yīng)，生成T1Cl2和HCl，酸洗塔不斷補(bǔ)充新鮮水，控制鹽酸濃度在18?22 % ；
[0012](2)酸性廢液進(jìn)入初沉槽進(jìn)行初步沉淀，T1Cl2富集在初沉槽底部形成濃漿，上清液進(jìn)入鹽酸貯槽；
[0013](3)將初沉槽中的底部T i OC12濃漿進(jìn)入一級膜過濾系統(tǒng)，過濾其中的T i OC12，濾液鹽酸進(jìn)入鹽酸貯槽;當(dāng)膜過濾系統(tǒng)過濾的T1Cl2逐步增多后，T1Cl2濃漿的進(jìn)料壓力會逐步增大，當(dāng)進(jìn)料壓力增大到0.1MPa時，表明膜系統(tǒng)已經(jīng)無法再進(jìn)行過濾，需要進(jìn)行反洗操作，此時需用水將T1Cl2沖下，當(dāng)用水沖洗T1Cl2時，T1Cl2與水發(fā)生反應(yīng)，生成T12和HCl，HC1溶于水形成鹽酸溶液，流入二次過濾給料槽；
[0014](4)二次過濾給料槽中的T12和HCl溶液經(jīng)栗送入二級膜過濾系統(tǒng)，過濾其中的T12,濾液鹽酸進(jìn)入鹽酸貯槽；當(dāng)膜過濾系統(tǒng)過濾的T12逐步增多后，T12漿液的進(jìn)料壓力會逐步增大，當(dāng)進(jìn)料壓力增大到0.2MPa時，表明膜系統(tǒng)已經(jīng)無法再進(jìn)行過濾，需要進(jìn)行反洗操作，此時需用水將T12沖下，沖洗下的T12收集后形成超細(xì)Ti02。
[0015]鹽酸貯槽中收集的鹽酸可以送至氯化法鈦白粉系統(tǒng)后處理使用。
[0016]有益效果
[0017]本發(fā)明將氯化法鈦白粉生產(chǎn)過程中的氯化廢氣通入酸洗塔，通過噴淋18?22%稀鹽酸將廢氣中含有的TiCl4吸收，鹽酸溶液中TiCl4遇水發(fā)生水解反應(yīng)，生成T1Cl2和HCl，形成含有T1Cl2的懸濁液，通過兩級膜過濾系統(tǒng)，將氯化尾氣生成的含T1Cl2的鹽酸溶液進(jìn)行分離，得到超細(xì)T12和鹽酸溶液，收集的T12可作為氯化法鈦白粉系統(tǒng)的副產(chǎn)品進(jìn)行銷售；分離出的鹽酸可以外售，也可以送至氯化法鈦白粉系統(tǒng)后處理使用。本發(fā)明將氯化法鈦白粉生產(chǎn)過程中的氯化尾氣回收利用，得到超細(xì)T12和鹽酸溶液，提高副產(chǎn)品利用價值。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)的說明
[0020]實(shí)施例1
[0021](I)將氯化法鈦白粉生產(chǎn)過程中氯化廢氣通入酸洗塔，通過噴淋18?22%稀鹽酸將廢氣中含有的TiCl4吸收，得到酸性廢液，在酸洗塔的循環(huán)鹽酸溶液中TiCl4遇水發(fā)生水解反應(yīng)，生成T1Cl2和HCl，酸洗塔不斷補(bǔ)充新鮮水，控制鹽酸濃度在18?22 % ；
[0022](2)酸性廢液進(jìn)入初沉槽進(jìn)行初步沉淀:部分含T1Cl2的鹽酸經(jīng)栗送入初沉槽進(jìn)行初步沉淀，T1Cl2富集在初沉槽底部，上清液流入鹽酸貯槽；
[0023](3)初沉槽底部含有T1Cl2的鹽酸經(jīng)栗送入一級膜過濾系統(tǒng)，過濾出T1Cl2,過濾后的鹽酸送入鹽酸貯槽;在膜過濾系統(tǒng)反沖洗的過程中，T1Cl2與水反應(yīng)生成超細(xì)顆粒T12和HCl，流入二次過濾給料槽；
[0024](4)二次過濾給料槽中的T12和鹽酸溶液經(jīng)栗送入二級膜過濾系統(tǒng)，過濾后的鹽酸送入鹽酸貯槽;在二次膜過濾系統(tǒng)反沖洗的過程中，T12被沖洗并收集進(jìn)入T12漿料槽，可用于生產(chǎn)超細(xì)T12;鹽酸從鹽酸貯槽經(jīng)栗送往后處理工段使用或外售。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用氯化法鈦白粉廢氣制備T12及HCl溶液的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將氯化法鈦白粉生產(chǎn)過程中的氯化廢氣通入酸洗塔，通過噴淋18?22%稀鹽酸將廢氣中含有的TiCl4吸收，得到酸性廢液，在酸洗塔的循環(huán)鹽酸溶液中TiCl4遇水發(fā)生水解反應(yīng)，生成T1Cl2和HCl，酸洗塔不斷補(bǔ)充新鮮水，控制鹽酸濃度在18?22 % ； (2)酸性廢液進(jìn)入初沉槽進(jìn)行初步沉淀，T1Cl2富集在初沉槽底部形成濃漿，上清液進(jìn)入鹽酸貯槽； (3)將初沉槽中的底部T1Cl2濃漿進(jìn)入一級膜過濾系統(tǒng)，過濾其中的T1Cl2，濾液鹽酸進(jìn)入鹽酸貯槽，當(dāng)膜過濾系統(tǒng)過濾的T1Cl2逐步增多后，T1Cl2濃漿的進(jìn)料壓力會逐步增大，當(dāng)進(jìn)料壓力增大到0.1MPa時，表明膜系統(tǒng)已經(jīng)無法再進(jìn)行過濾，需要進(jìn)行反洗操作，此時需用水將T1Cl2沖下，當(dāng)用水沖洗T1Cl2時，T1Cl2與水發(fā)生反應(yīng)，生成T12和HCl，HC1溶于水形成鹽酸溶液，流入二次過濾給料槽； (4)二次過濾給料槽中的T12和HCl溶液經(jīng)栗送入二級膜過濾系統(tǒng)，過濾其中的T12,濾液鹽酸進(jìn)入鹽酸貯槽;當(dāng)膜過濾系統(tǒng)過濾的T12逐步增多后，T12漿液的進(jìn)料壓力會逐步增大，當(dāng)進(jìn)料壓力增大到0.2MPa時，表明膜系統(tǒng)已經(jīng)無法再進(jìn)行過濾，需要進(jìn)行反洗操作，此時需用水將T12沖下，沖洗下的T12收集后形成超細(xì)Ti02。
【文檔編號】C01B7/03GK105883917SQ201610362491
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】鄧敏, 萬立, 張永良, 顏華
【申請人】宜賓天原集團(tuán)股份有限公司