周 華

（南京鈦白化工有限責(zé)任公司，江蘇南京 210000）

硫酸法鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程中，每生產(chǎn)1t鈦白粉，要排出一定量的酸解廢渣（俗稱(chēng)黑泥），行業(yè)內(nèi)大多企業(yè)通過(guò)打漿后送污水處理車(chē)間中和處理。而酸解廢渣中含有少量未參與反應(yīng)或者反應(yīng)不完全的鈦鐵礦和可溶性二氧化鈦，廢渣中TiO2的含量一般在25%左右，若將廢渣直接打漿送污水處理車(chē)間進(jìn)行中和處理，不僅產(chǎn)生大量的固體廢棄物造成環(huán)境污染，還導(dǎo)致了大量鈦資源的浪費(fèi)，不符合清潔生產(chǎn)和資源綜合利用的要求，因此回收廢渣中鈦鐵礦和可溶性二氧化鈦十分有意義。

1 酸解廢渣（黑泥）的產(chǎn)生及組分

硫酸法鈦白生產(chǎn)中，鈦鐵礦和硫酸經(jīng)酸解后制得鈦液，鈦液經(jīng)沉降后，形成圖1所示的分層體系鈦液。

圖1 分層體系鈦液

上層清液進(jìn)下一道工序進(jìn)行正常生產(chǎn)，泥漿層和過(guò)渡層經(jīng)壓濾機(jī)壓濾后截留的濾餅即為廢渣（黑泥）。

黑泥的主要成分組成（干基）見(jiàn)表1。

表1 黑泥的主要成分組成（干基） %

經(jīng)壓濾后的酸解廢渣水分約30%，則濕基酸解廢渣中TiO2含量約18%左右。每生產(chǎn)1t鈦白粉約產(chǎn)生0.3t酸解廢渣，則年產(chǎn)10萬(wàn)t鈦白粉會(huì)產(chǎn)生3萬(wàn)t廢渣，含二氧化鈦約5 000t，折合50%鈦鐵礦約10 000t。

2 酸解廢渣中鈦鐵礦的回收

2.1 高效磁選回收鈦鐵礦工藝

酸解廢渣經(jīng)打漿機(jī)強(qiáng)力打漿后進(jìn)入除鐵器除去鐵雜質(zhì)，再經(jīng)高效磁選機(jī)進(jìn)行分選，分選后的回收礦粉漿進(jìn)入貯罐5；礦粉漿經(jīng)板框壓濾機(jī)進(jìn)行酸性水洗滌并壓榨，壓榨后鈦鐵礦經(jīng)皮帶機(jī)送至堆場(chǎng)，晾干后摻入原礦進(jìn)行研磨投入酸解。壓榨后尾渣漿料放入沉降槽4并加入絮凝劑進(jìn)行沉降，上部小度水溢流至車(chē)間小度水貯罐供酸解浸取用，下部泥漿處理后送污水處理進(jìn)行中和處理。工藝流程，如2圖所示。

圖2 高效磁選回收鈦鐵礦工藝流程圖

2.2 回收鈦鐵礦品位

回收鈦鐵礦主要組成（干基）如表2所示。

表2 回收鈦鐵礦主要組成（干基） %

3 酸解廢渣中可溶性二氧化鈦的回收

經(jīng)板框壓榨后的酸解廢渣中殘留部分可溶性二氧化鈦，經(jīng)磁選分選后可溶性二氧化鈦進(jìn)入尾渣罐中，上部溶液溢流到小度水罐儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

小度水是鈦白行業(yè)一個(gè)通用俗語(yǔ)，實(shí)際上是指鈦白生產(chǎn)黑段過(guò)程所回收的含鈦酸性廢水的統(tǒng)稱(chēng)。

小度水可溶性TiO2含量2.44%，實(shí)際生產(chǎn)中回用至酸解，進(jìn)一步回收此部分有效二氧化鈦，使鈦資源利用率最大化，如圖3所示。

圖3 小度水中可溶性二氧化鈦含量

4 回收鈦鐵礦與各礦源品位對(duì)比

4.1 TiO2含量對(duì)比

從圖4可知，回收礦TiO2含量與各礦源TiO2含量相差不大，回收礦TiO2含量為49%，高于莫桑比克礦和攀礦，低于澳礦、肯尼亞礦和越南礦。

圖4 回收鈦鐵礦及各礦源TiO2%含量對(duì)比

4.2 Fe2O3含量對(duì)比

從圖5可知，回收礦Fe2O3含量與各礦源中Fe2O3含量差別較大，回收礦Fe2O3含量為15%，高于澳礦和攀礦，低于肯尼亞礦，與越礦、莫礦相當(dāng)。

圖5 回收鈦鐵礦及各礦源Fe2O3%含量對(duì)比

4.3 金紅石型（R）含量對(duì)比

從圖6可知，回收礦中金紅石型含量為1.1%，與各礦源中金紅石型含量基本相當(dāng)。

圖6 回收鈦鐵礦及各礦源金紅石型（R）含量對(duì)比

5 回收鈦鐵礦的使用及對(duì)生產(chǎn)的影響

從回收鈦鐵礦與各礦源品位對(duì)比可知，回收礦中Fe2O3高于各礦源指標(biāo)，且因濕法選礦后無(wú)烘干裝置，其水分偏高，回收礦帶入生產(chǎn)線(xiàn)使用必須注意礦源配比調(diào)整，避免影響生產(chǎn)線(xiàn)正常生產(chǎn)。

依據(jù)各礦源及回收礦主要成分分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，需確定不同配礦比例。以每臺(tái)酸解罐投礦量28t計(jì)，按不同礦源配比，回收礦帶入量控制在1.0%～2.0%，酸解后沉淀鈦液的各項(xiàng)指標(biāo)，如表6所示。

表6 酸解后沉淀鈦液的各項(xiàng)指標(biāo)

從表6可以看出，控制回收鈦鐵礦帶入生產(chǎn)線(xiàn)量1.0%～2.0%，對(duì)酸解生產(chǎn)過(guò)程無(wú)影響，且酸解率穩(wěn)定，沉淀鈦液總鈦、三價(jià)鈦、F值、穩(wěn)定性及抽濾速度等技術(shù)指標(biāo)均在工藝質(zhì)量控制范圍內(nèi)。

6 結(jié)論

通過(guò)高效磁選工藝可以有效回收酸解廢渣中的鈦鐵礦和可溶性二氧化鈦；回收鈦鐵礦品位除Fe2O3含量高于各使用礦源，其余主要指標(biāo)與各使用礦源相當(dāng)。回收鈦鐵礦經(jīng)合理計(jì)算，確定礦源配比，將回收鈦鐵礦帶入生產(chǎn)線(xiàn)，控制帶入使用量在1.0%～2.0%對(duì)生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有影響。

經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐，高效磁選工藝回收鈦鐵礦效率可達(dá)35%～45%，回收效率高，且工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，投入少，效益高。