钛白粉生产中的污染问题与防治研究进展_赵小红(2)

第24卷第1期

Vol124No11

贺州

OF

学院学报

2008年3月

Mar12008

JOURNALHEZHOUUNIVERSITY

厂的工人的健康[6]。排放的废水、废渣污染困扰着市民生产和生活。

1.2治理现状

廖文杰等[7]对钛白粉生产的生态效率分析表明硫酸法生产钛白粉工艺中,能源效率最高。在现有的生产工艺水平下,大部分的输出物料未加利用,作为废弃物直接排入环境,使得钛白粉生产的资源效率和环境效率低下。钛白粉厂与其它厂家形成物质交换是降低其生产过程的环境负荷的重要途径之一。通过尾矿的复选和回收利用可以提高生产的生态效率,尤其是能源效率。因此,对硫酸法生产钛白粉污染问题的治理研究主要集中在钛矿的处理,生产工艺的改进,与其它厂家形成交换已达到废物的再利用,污水的综合处理等几个方面。

1.2.1钛矿的处理

钛白粉生产中使用钛渣代替钛矿为原料可以减少三废和提高产品质量[8]。中国钛资源综合利用的关键技术包括大规模制备富钛料技术、高钙镁富钛料直接氯化制备TiC14技术及TiC14石型钛白粉技术。薄弱环节,3种,,制造人造金红石。型密闭电炉冶炼钛渣的技术,所制造的钛渣中TiO2含量在80%-90%,主要用作硫酸法生产钛白的原料,如加拿大QIT公司、南非RBM公司、挪威TTI公司[9]。国内有关酸溶性钛渣作为钛工业的基本优质原料亦得到迅速发展。金斌[10]等对用酸溶性钛渣制取钛白洗涤工艺进行了研究,通过对一次洗涤和二次洗涤方式的对比,确立一次洗涤工艺参数,分析了其优越性,同时分析了影响一次洗涤效果的主要因素———出水量与上片厚度、真空度的关系,对指导该工艺有一定的意义。

1.2.2生产工艺的改进

我国钛白粉工业的发展已有一段历史,但传统的制备方案存在着技术水平不高、单耗能高、产品收率低、废副产物量大而处理效果不好的状况,要实行可持续发展,在钛白粉生产行业推行清洁生产势在必行,它可以改变上述不良状况,树立环保意识,以预防污染的战略代替“末端治理”,为此,我国学者在生产工艺研究方面亦作了大量研究。陈梦雪等[11]提出了散料收集,废水废热和副产物的回收,设备的严格控制等实现钛白粉清洁生产工艺。李芬芳等[12]实验发现,无机陶瓷膜洗涤除去偏钛酸中铁杂质,除铁效果好,洗涤量大,可以连续操作,是一种具有应用

潜力的新工艺。水合二氧化钛压滤水洗清洁生产工艺的发明[13]提高了水洗效率,缩短了水洗时间,减少污染物排放总量和废水排放量,亦为钛白粉生产工艺的改进提供参考。

钛白粉生产设备的正常与否,工艺技术的先进程度,直接影响产品的生产能力、产品质量、产品成本,工人身体健康和企业的经济效益。因此,生产设备、管道、构筑物的防腐蚀设计及防护施工是极其重要的一个环节。相关研究如谢国泉[14]有关钛白粉生产行业相关设备和装置的腐蚀原因,其腐蚀防护技术措施研究。上海鸣泰环保工程有限公司研制的“种植膜”过滤设备,在设计时对密闭性、防震性、耐腐蚀性等都作了很好的考虑与安排,结构简单,操作灵便,技术含量较高,解决了国产钛白粉后处理中的钛白粉易流失及环保方面等存在的问题,填补了业内的空白[15]。

1.3,,吨产品,全国年副产废酸320万吨,年280万吨。若能将它们加以利用,不仅可也解决长期困扰人们的环保问题,而且变废为宝,解决了我国资源利用率低下等问题。

硫酸法钛白粉生产的废酸再利用主要集中在废酸的回收、浓缩处理后利用和直接用于生产其他化工产品两个方面,前者处理对象主要为20%废硫酸,而后者则多集中在1%稀废酸[16]。

在将废酸回收浓缩再利用方面,几家较大的钛白粉生产企业如南通三圣石墨设备科技有限公司[17],吉林石化[18],攀钢集团[19],武汉方圆钛白粉有限责任公司[20]等进行了废酸浓缩利用,解决了钛白粉生产中的环保问题。

将废酸直接用于生产其他化工产品,近年来,已成为钛白行业研究的一个热点问题。目前,可用废酸生产的化工产品品种有:石膏和氧化铁颜料[21]、普钙和硫酸锰[22]、硫酸锌、硫酸铝[23]、聚合硫酸铝铁[24],磷酸一铵[25]、普通过磷酸钙[26]、锐钛型TiO2[27],硫酸铵[28]、硫酸钠[29]、电解金属锰[30]等。硫酸亚铁综合利用的渠道很多,在美国,主要用于铁系颜料、肥料和饲料添加剂、催化剂,只有少量用于处理剂。在国内,除少量综合利用外,绝大多数直接作废品处理,不仅浪费资源,而且污染环境。随着钛白粉产量不断增长,FeSO4的综合利用问题越来越突出。目前,绿矾主要用于生产聚合氯化硫酸铁(PFSC)[31]、聚合铁[32]、聚合铁铝、聚合铁硅等净水絮凝剂,钛青兰、农药、其他无机蓝及铁肥等[33]肥料