Process Development and Design of Chlorine Dioxide Production Based on Hydrogen Peroxide

This paper presents a process development and design of chlorine dioxide production based on hydrogen peroxide. The process is characterized by cleaner production, high efficiency, and waste minimization. Optimization of process conditions, selection of equipment, and experiment of recycle of waste acid are carried out. The process design is realized in consideration of several aspects such as operation, material, equipment design and safety. An industrialized process flowsheet is developed according to experiment. A pilot testing is carried out to confirm the lab results. Process design of chlorine dioxide production based on hydrogen peroxide is realized.

钛石膏中铁浸出动力学及其酸浸循环工艺研究

硫酸法制备钛白粉的过程中产生了钛白废酸及钛石膏,采用以废治废思路,将钛白废酸作为浸取剂循环浸出钛石膏中的铁杂质,以实现资源的有效利用。研究了钛白废酸循环酸浸钛石膏的最优工艺条件,实验结果表明,在反应温度为333.15 K、液固质量比(以下简称液固比)为5∶1、反应时间为60 min、循环酸浸2次的条件下,钛石膏的除铁效率能达到80%以上。结合SEM、XRF、XRD等表征结果对比分析酸浸前后的钛石膏产品,结果发现酸浸条件能降低钛石膏中多种杂质组分含量,且酸浸前后钛石膏的物相组成均为CaSO_(4)·2H_(2)O。在上述研究的基础上形成了完整的钛石膏处理工艺,研究了在钛白废酸体系下,钛石膏中铁元素的浸出特性,并使用浸出动力学模型进行了拟合与计算,结果表明,该浸出过程受内部扩散控制,反应的表观活化能为59.08 kJ/mol。

用钛白废酸从提钒尾渣中提钒试验研究

为实现固体和液体废弃物的高值化利用,研究了用钛白废酸从提钒尾渣中提取钒。通过正交试验考察了浸出温度、浸出时间、固液质量体积比、钛白废酸浓度等工艺参数对钒浸出率的影响,优化了浸出条件。为进一步提高钒浸出率,探讨了助浸剂(萤石)和氧化剂(双氧水)的适宜添加量。结果表明:各工艺参数对钒浸出率的影响顺序为浸出温度>浸出时间>固液质量体积比>钛白废酸浓度;在温度80℃、浸出时间2 h、固液质量体积比1∶5、废酸浓度5%优化试验条件下,钒浸出率为53%左右;加入7%萤石和5%双氧水后,钒浸出率可提高至71.09%。

钛白粉副产硫酸亚铁的综合利用现状

钛白粉的两种制备方法硫酸法与氯化法在我国应用程度与范围不同,硫酸法是我国主流的生产工艺。硫酸法生产会产出大量废气、废水、废渣与副产物,对环境造成严重污染。硫酸亚铁作为硫酸法制备钛白粉工艺的主要副产物,对其进行妥善处理和利用具有极高经济价值与环境效益。基于两种制备工艺的不同,通过对比硫酸法与氯化法的优缺点,对硫酸法副产物硫酸亚铁的综合利用进行了总结,包括直接销售使用与加工后销售使用两个方面,并对钛白粉未来发展进行展望。

硫磷钛钙锂联产技术创新与产业化示范

介绍了鲁北集团石膏制硫酸的发展历程,论述了磷肥-硫酸-水泥及锂电池材料联产协同处理含硫/钙废弃物、钛白粉清洁生产系列的关键核心技术与生态工业循环经济模式产业化,在企业内部对多来源工业副产石膏、废硫酸、废硫酸亚铁、废钙渣、废硫黄、蒸馏残液等含硫/钙大宗固液废弃物进行复合协同处理与资源化,实现了硫磷钛钙锂的生态循环和长周期安全稳定经济运行,具有典型的示范意义和推广价值。

钛白粉的清洁生产和资源化利用

钛白粉是一种重要的无机化工颜料,主要成分为二氧化钛。目前我国大多数企业采用硫酸法生产钛白粉,该工艺具有易操作等优点,但在产率、能耗及环境污染等方面存在较大问题,导致我国的钛白粉产业存在较为严重的“三废”问题。因此,清洁生产尤为重要。近年来中国在钛白粉生产工艺技术上加强创新,推出钛白粉行业绿色产业链,其副产物就有了一定的利用价值,在一定程度上改善了“三废”问题,实现了清洁文明生产。本文介绍了我国传统的钛白粉生产工艺并比较了不同工艺的优缺点,同时简述了钛白粉生产过程中副产物的综合利用方法,总结了近年来钛白粉清洁化生产工艺,并对其未来的发展前景进行了展望。

硫酸法钛白粉生产中的尾气余热的再利用研究

硫酸法生产钛白粉是一种重要的工业过程,其煅烧尾气含有大量的热量,如果能够有效利用这些余热,不仅可以节能降耗,还可以减少环境污染。本文对硫酸法生产钛白粉过程中煅烧尾气余热的特点、现状以及余热利用的设备和技术进行了分析,针对性设计了一种新型的套管式热管换热器装置,实践应用结果表明该装置具有较好的经济效益。

钛白废酸的综合利用研究现状及展望

硫酸法钛白生产中，每生产ll钛白约产生硫酸质量分数在20％左右的废酸8～10t，废酸的治理和综合利用是解决钛白生产环境污染的一项重要工作。综述了近年来国内外对钛白废酸治理与综合利用所采取的一些措施，介绍了硫酸回收常用的浓缩、扩散渗析及萃取等方法；总结了以钛白废酸为原料生产硫酸亚铁铵、石膏、人造金红石、过磷酸钙、聚合硫酸铁及铁红颜料的各种工艺；重点阐述了从钛白废酸中分离提取钛、钒、钪、铁等有价金属的方法。提出了治理废酸的同时，综合利用钛白废酸中的各种资源，变废为宝，指明钛白废酸综合利用的发展方向。

纳米TiO_2光催化降解酸性粒子元青溶液的研究

对纳米 Ti O2 光催化氧化法降解酸性粒子元青溶液进行了试验研究。结果表明 ,反应符合一级反应 ,反应速率常数为2 .9× 10 - 3min- 1。确立的最佳工艺条件 :催化剂的用量为 4.0 g·L- 1 ,溶液的 p H为 6.3 8,空气的体积流量为 12 0 m L· min- 1 ,在此最佳工艺条件下 ,酸性粒子元青的降解率达到 92 .3 %。且测得反应的表现活化能 Ea为 -17.9k J· mol- 1 。

减压膜蒸馏法直接浓缩钛白水解废酸的探索研究

介绍了应用减压膜蒸馏法浓缩钛白水解废酸的实验结果 ,结果表明 :18% (质量分数 ,下同 )左右的钛白水解废酸通过减压膜蒸馏直接浓缩 ,其浓度只能达到 31%～ 32 % ,而同样浓度的纯硫酸溶液却能浓缩到 65 5 % ;钛白废酸中的钛对膜蒸馏过程影响不大 ,而亚铁却是过程的最主要干扰因素。

钛白水解废酸中钪的回收

研究了钛白水解废酸中钪的回收及钪与钛的分离。在P204-TBP萃取体系中进行了钛白水解废酸提钪实验研究,在此基础上绘制了钪的萃取等温线,并进行了串级逆流萃取实验。针对萃取后含钪钛的有机相,提出了用洗脱剂EL洗脱负载有机相中的钛,并进行了相应的实验研究。对除钛后的有机相,考察了钪反萃的影响因素。实验结果表明:P204-TBP萃取体系基本可以实现钪的回收富集,经洗脱剂EL三级逆流洗脱,钛的洗脱率可达到98%,而钪的损失率仅为4%,钪钛的分离效果明显。洗脱钛后的有机相用氢氧化钠反萃,钪的单级反萃率能达到97%以上。钛白水解废酸经一次萃取、洗脱、反萃后得到的粗钪产品纯度可达到85%。

钛白废酸直接浸出含钒钢渣基础实验研究与机理分析

利用钒钛磁铁矿制备钛白粉过程中产生的钛白废酸直接浸出含钒钢渣,最优浸出条件为:浸出时间40 min、浸出温度353 K、酸度300 g/L、液固比9∶1,此时含钒钢渣中钒、铁、磷、镁浸出率分别为91.80%、84.70%、96.87%和94.66%。钒在浸出液中以VO_(2)^(+)和VO_(2)^(+)存在,可经螯合萃取实现钒的高效提取,萃余液中的其他金属可进一步回收利用。浸出渣主要成分为二水硫酸钙,可制备工业副产品石膏。

萃取法分离钛白废酸中的铁

首先通过臭氧氧化作用把钛白废酸中的二价铁转化成三价铁,然后采用萃取法去除其中的三价铁。考察了络合剂（盐酸）浓度、萃取剂、萃取相比等对三价铁萃取率的影响,并初步探索了反萃法回收萃取剂及萃取剂的循环利用。结果表明：当盐酸浓度为3.4 mol/L时,几乎可完全络合溶液中的三价铁;在萃取剂磷酸三丁酯中加入苯作为稀释剂,可有效降低磷酸三丁酯的粘度,消除萃取过程中的乳化现象;磷酸三丁酯萃取三价铁的传质过程很快,2-3 min即达平衡;当萃取相比O/W（萃取剂与钛白废酸体积之比）=0.6∶1时,三价铁萃取率可达97%以上。当反萃相比W/O=4∶1时,三价铁反萃率接近100%。磷酸三丁酯经过5次萃取-反萃循环后,三价铁的萃取率没有明显下降。去除三价铁后的钛白废酸,经蒸馏浓缩到质量分数70%左右,再与浓硫酸混合后可用于钛白粉的生产,蒸馏过程中回收的盐酸循环使用。反萃出来的三价铁可作为生产铁红的原料。

钛白废酸加压浸出钛精矿制备富钛料实验研究

基于硫酸钛白生产工艺的现状,将钛白废硫酸综合利用与富钛料的生产相结合,开展了钛白废酸加压浸出钛精矿制备富钛料的实验研究,并分别考察了酸矿比、浸出温度、浸出时间等因素对富钛料品位的影响。研究结果表明：在酸矿比（mL/g）为8∶1、酸浸温度为150℃、酸浸时间为7-8 h的条件下,可获得二氧化钛品位达80%以上的富钛料。通过XRD分析可知,酸浸完成后,钛精矿中的主要物相FeTiO3已转换为富钛料中的二氧化钛物相。

钛渣替代钛矿制备钛白酸解试验研究

在酸解罐中采用TiO2质量分数为75%~80%的酸溶性钛渣与质量分数为96%~98%的浓硫酸进行酸解反应,通过添加硝酸钠或铁粉调节Ti3+浓度,然后熟化钛液。试验结果表明钛渣酸解替代钛矿制备钛白粉工艺简单,工业化生产可行,可以较大程度地减少“三废”排放;主要酸解工艺优化参数为:酸渣比1.7,成熟时间3 h,总钛质量浓度大于220 g/L,钛渣平均酸解率93%。

H_2O_2/TiO_2氧化法处理氨基丁酸工业废水的研究

用H2O2／TiO2氧化法处理氨基丁酸工业废水。实验结果表明：当H2O2／CODcr＝2．0（g／g），每L废水中加入2gTiO2，在95℃下反应0．5h，废水CODcr和氨基值去除率分别达85．4％和69．8％，且TiO2经高温活化后可重复利用。

由钛白废酸和硫铁矿烧渣制备饲料级硫酸亚铁

研究了以钛白废酸和硫铁矿烧渣为原料,经酸浸、除杂、还原制得精制硫酸亚铁溶液,再经过滤、冷冻结晶、洗涤、真空干燥制备饲料级硫酸亚铁的新工艺。重点考察了酸浸条件对浸出率的影响及除杂还原条件对产品质量的影响。结果表明:采用硫酸质量分数为30%的废酸浸取,控制液固质量比为5∶1,浸出时间2 h,可使铁浸出率达到96%;采用铁屑还原浸出液,可得到硫酸亚铁溶液,对溶液进行冷冻结晶和真空干燥可制备达到化工行业标准HG/T 2935—2000的饲料级硫酸亚铁产品。综合利用了钛白废酸和硫铁矿烧渣,具有原料价格低廉、来源广泛、生产成本低等优势。

钛白废酸与粉煤灰集合处理染料废水试验研究

以钛白粉废酸与粉煤灰为原料研制粉煤灰基混凝剂(FABC),通过对某印染废水的混凝和吸附处理,废水的COD和色度去除率分别达到80.4%和91.65%。该方法集合了混凝、吸附于一体,具有混凝沉降速度快,处理费用低,以废治废的特点。

钛铁矿制备钛白副产废硫酸浓缩回用研究

在废酸浓缩装置中利用水蒸汽加热钛白生产过程中产生的废硫酸,使其质量分数由20%提高到37%,与98%的硫酸混合配制成80%的硫酸,作为酸解钛矿的操作酸。研究表明,酸解率由93%下降到90%,工艺流程顺畅,废硫酸回用率由12%提高到25%,每t钛白成本下降873.6元。

废硫酸浓缩工艺的改进设计

硫酸法生产钛白粉过程中会产生大量废酸,用传统的方法浓缩废酸时会导致管道和设备严重堵塞。本文分析了管道堵塞的原因,采用"闪蒸-结晶-加热"对原三效蒸发的第一效废酸浓缩工艺进行改进。通过在工艺过程中控制结晶温度,结晶时间和循环酸加热温度,就可以分离出大部分的硫酸亚铁,避免原料酸在加热蒸发过程中所导致的管道和设备堵塞问题。依靠可靠的实验数据所设计出来的新工艺,能够有效地控制管道的堵塞,提高设备的利用率,同时也可以减少污染,节约资源,值得推广和应用。