降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法

本发明涉及一种降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，属于钛白制备。

背景技术：

1、目前，国内钛白粉生产方法主要以硫酸法工艺为主，酸解工艺中钛精矿的反应情况对钛收率、酸解尾气排放浓度及操作稳定性、酸解设备使用寿命等有着重要影响，其中酸解尾气中二氧化硫的排放浓度对环境影响大，是环保部门监控的重点之一，须严格控制，部分地方要求将尾气中二氧化硫的排放浓度须控制在150mg/m3或100mg/m3范围以内。

2、钛精矿与硫酸的酸解反应是液固缩芯反应，由于矿物与硫酸反应放热、高浓度硫酸稀释放热等原因，酸解反应会释放大量的热，带来反应体系温度升高，反应速率更快，短时间内释放大量酸解烟气。在此条件下，易造成矿物和反应酸中的硫化物分解、氧化和硫酸溶液蒸发，反应温度越高，对应的二氧化硫尾气排放浓度越高。实际生产中企业为追求高酸解率和产量，极易造成二氧化硫尾气排放浓度高于限值。为提高硫酸法钛白清洁化生产水平，在保证高酸解率的同时，还有待进一步降低酸解尾气中二氧化硫的排放浓度，以减小对大气环境的污染。

3、cn117361616a公开了一种减少钛精矿酸解尾气中硫生成量的方法。包括以下步骤：将钛精矿和浓硫酸混合，然后加入水引发反应，并加热进行一次酸解反应，得到酸矿浆料；在有氧环境下，将酸矿浆料进行二次酸解反应，使得钛精矿中的磁黄铁矿在酸性条件下被氧化为中间产物并附着在磁黄铁矿表面，减少单质硫的生成，得到熟化料；将熟化料浸出提取酸解钛液。本发明解决了现有钛精矿生产钛白粉过程中产生的升华硫易残留在生产管道内，从而堵塞管道，影响生产的连续性和经济性的问题，主要解决酸解产生的升华硫对管道堵塞影响的问题，然而其酸解率只有87％左右，酸解率低。

4、cn109160536a公开了一种降低钛渣酸解尾气硫排放的方法，步骤包括先将钛渣和98％浓硫酸预混得到预混料，然后将预混料分批加入反应器，通入水或蒸汽引发反应进行酸解，酸解主反应结束后经熟化、浸出、过滤得到酸解钛液。本发明可有效降低钛渣酸解时尾气硫含量，酸解率与现有技术相当，操作简单，易于实施，具有良好的应用前景。然而其酸解率低，最高酸解率93.8％，且需要分批加料，不便于连续化生产。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种新的降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法。

2、为达到上述目的，所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法包括：

3、a.将98％浓硫酸与钛精矿混合均匀得到混合物，维持混合后温度在22℃～28℃；

4、b.将a步骤所述混合物与引发剂混合，引发酸解反应，酸解后进行熟化；

5、c.分别监测所述酸解反应及熟化的温度，高于温度上限5℃～10℃时，立即将酸解尾气抽风风量增大至18000～20000m3/h，搅拌转速调至9.2～10.0转/min，直至维持到酸解反应或熟化的常规操作温度范围后，再将酸解尾气抽风风量调至15000～18000m3/h、搅拌转速调至8.6～9.2转/min继续酸解，直至酸解反应结束；

6、所述酸解反应的温度上限为180℃；所述熟化的温度上限为168℃。

7、抽风量的控制可以通过调节尾气风机的频率来实现。

8、酸解反应或熟化的常规操作温度范围是指本领域常规的酸解反应或熟化的操作温度范围，酸解反应的常规操作温度范围在其温度上限180℃以下；熟化的常规操作温度范围在其温度上限168℃以下。

9、在一种具体实施方式中，a步骤所述维持混合后温度在24℃～27℃。

10、在一种具体实施方式中，a步骤所述钛精矿为粉碎后的钛精矿，所述粉碎后的钛精矿包括将钛精矿粉碎后过325目筛，对应的筛余物控制在3wt％以下。

11、在一种具体实施方式中，b步骤所述引发剂为水或废稀硫酸。

12、在一种具体实施方式中，b步骤所述酸解反应按酸矿质量比1.52～1.58。

13、酸矿比是指折百硫酸与钛精矿的质量比，即将98％硫酸折算为100％硫酸后对应的质量来计算。

14、在一种具体实施方式中，b步骤所述酸解反应按酸矿质量比1.52～1.56。

15、在一种具体实施方式中，b步骤所述酸解反应的硫酸酸浓度81％～86％；优选硫酸酸浓度84％～86％。

16、在一种具体实施方式中，c步骤监测所述酸解反应及熟化的温度，高于常规正常操作温度范围上限的5℃～8℃时，立即增大酸解尾气抽风风量，加快搅拌转速。

17、所述立即增大酸解尾气抽风风量，加快搅拌转速为立即将酸解尾气抽风风量增大至18000～20000m3/h，搅拌转速调至9.2～10.0转/min。

18、在一种具体实施方式中，所述方法的酸解率97.45％以上；优选为98％以上。

19、在一种具体实施方式中，所述方法的酸解尾气二氧化硫排放浓度在线值73.80mg/m3以下；优选30mg/m3以下。

20、有益效果：

21、本发明的方法采用控制浓硫酸与钛精矿的混合温度、酸矿比、反应酸浓度，并以监测与控制酸解主反应和熟化温度来控制酸解反应进行，在维持高酸解率条件下，有效降低了酸解尾气中二氧化硫的排放浓度，减少了酸解尾气废气的排放及对环境造成的污染，降低了酸解尾气的处理成本，有利于促进硫酸法钛白行业绿色低碳及高质量发展。

22、本发明工艺简单、成本低廉、酸解率高，对降低酸解尾气中二氧化硫排放浓度作用显著。

技术特征：

1.降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，其特征在于，a步骤所述维持混合后温度在24℃～27℃。

3.根据权利要求1或2所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，其特征在于，a步骤所述钛精矿为粉碎后的钛精矿，所述粉碎后的钛精矿包括将钛精矿粉碎后过325目筛，对应的筛余物控制在3wt％以下。

4.根据权利要求1或2所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，其特征在于，b步骤所述引发剂为水或废稀硫酸。

5.根据权利要求1或2所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，其特征在于，b步骤所述酸解反应按酸矿质量比1.52～1.58。

6.根据权利要求5所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，其特征在于，b步骤所述酸解反应按酸矿质量比1.52～1.56。

7.根据权利要求1或2所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，其特征在于，b步骤所述酸解反应的硫酸酸浓度81％～86％；优选硫酸酸浓度84％～86％。

8.根据权利要求1或2所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，其特征在于，c步骤监测所述酸解反应及熟化的温度，高于常规正常操作温度范围上限的5℃～8℃时，立即增大酸解尾气抽风风量，加快搅拌转速。

9.根据权利要求1或2所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，其特征在于，所述方法的酸解率97.45％以上；优选为98％以上。

10.根据权利要求1或2所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，其特征在于，所述方法的酸解尾气二氧化硫排放浓度在线值73.80mg/m3以下；优选30mg/m3以下。

技术总结
本发明涉及一种降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法，属于钛白制备技术领域。本发明所述降低钛精矿连续酸解中二氧化硫尾气排放浓度的方法包括：A.将98％浓硫酸与钛精矿混合均匀得到混合物，维持混合后温度在22℃～28℃；B.将A步骤所述混合物与引发剂混合，引发酸解反应，酸解后进行熟化；C.分别监测所述酸解反应及熟化的温度，高于温度上限5℃～10℃时，立即将酸解尾气抽风风量增大至18000～20000m3/h，搅拌转速调至9.2～10.0转/min。本发明在维持高酸解率条件下，有效降低了酸解尾气中二氧化硫的排放浓度。

技术研发人员：田从学
受保护的技术使用者：攀枝花学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23