鈦白粉廠綠礬及廢堿水的綜合利用
行業動態
作者：李會娟 李雙慶
[關鍵詞]：綠礬 廢堿液 降成本
一、前言
我國鈦白工業目前絕大多數工廠是采用硫酸法工藝，每生產1噸鈦白粉排放副產物綠礬3—4噸。鐵係顏料是最重要的無機顏料，它具有著色力強、無毒、價廉等優點，其年產量居無機彩色顏料之首。其中氧化鐵黑生產工藝簡單，對原材料要求不高，已被鈦白粉廠認為處理三廢的主要途徑，必要的配套工程。在氧化鐵黑的生產工藝中，燒堿（32%）是主要的原材料，其費用約占成本的65%，而在硫酸法製備鈦白晶種的過程中有10%—15%的堿液產生。本文主要講了綠礬與廢堿液的綜合利用，不僅節約鐵黑的生產成本，同時達到節能減排，保護環境的目的。
二、反應原理及工藝流程
采用鈦白副產物硫酸亞鐵作為原料，用鈦白廢堿液與32%燒堿按一定的比例與至反應，選用氧化沉澱法製備鐵黑，其反應原理如下：FeSO4+ NaOH→Fe（OH）2+Na2SO4 （1）；H2SO4 + Fe→ FeSO4 +H2 （2）；Fe（OH）2 + O2+H2O→ Fe（OH）3 （3）；Fe（OH）2 + Fe（OH）3 →Fe3O4（4）。
1、硫酸亞鐵溶液的淨化
由於生產鈦白時冷凍分離出綠礬量很大，但含有鈦、錳等雜質較多，特別是含有的硫酸氧鈦在氧化反應的過程中以晶核形式進入鐵黑粒子，影響其粒徑分布，導致顏料的均一性差，色澤暗淡。在生產中必須對亞鐵溶液預先淨化，在75℃左右的硫酸亞鐵清液中加入鐵皮，將pH值調至4.0—5.0，隨著pH的升高，TiOSO4的水解物也逐漸析出，且錳、鋁等金屬雜質也逐步析出，此時在混合液中加入絮凝劑（0.5%）加快雜質的沉降。采用上述方法處理的硫酸亞鐵溶液澄清後雜質除去率可達95%以上。
2、鈦白廢堿液的利用
一般廠家在生產氧化鐵黑過程中加32%燒堿中和亞鐵溶液，且需燒堿過量，造成鐵黑生產成本較高。而在硫酸法製備鈦白晶種的過程中有10%—15%的堿液產生，經過自然沉降後溶液較澄清，可以應用到氧化工序中，部分取代32%燒堿和硫酸亞鐵反應，經過生產調節最終確定鈦白廢堿液和32%燒堿加鍋體積比例為3：1，具體流程是加75%體積的廢堿液調節物料pH約為7—8，再加入25%體積的32%燒堿調節物料pH為9—10。將調好的物料升溫至90℃後通空氣氧化，並在反應的過程中監測物料的pH值變化。同時，還省去了一次水的使用，一次水費用占氧化鐵黑成本的0.13%，再次降低了鐵黑的成本。
三、結論
我公司利用鈦白粉廠副產物七水硫酸亞鐵為原料，經過淨化處理後生產氧化鐵黑產品，在氧化工序利用鈦白廢堿液部分代替32%燒堿中和硫酸亞鐵，不僅降低鐵黑生產成本，提高產品競爭力。還為硫酸法鈦白粉廠廢堿及綠礬的綜合利用找到一條合理的途徑。