min、400min、 600min等,優選200~400min,結束后進行離心/過濾分離獲得濾渣和浸取液,濾渣用廢硫 酸洗滌至少1~3次,優選2次,收集浸取液;
[0028] 根據本發明的方法,作為優選地,步驟(b)中所述的浸取液減壓濃縮過程的溫 度為30~70°(:,例如30°(:、40°(:、50°(:、60°(:、70°(:等,進一步優選為40~60°(:,真空度 為-〇· 5atm ~-〇· Olatm,優選-〇· latm,維持 Ih ~8h,例如 lh、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h 等, 優選4~6h,至溶液中TiO2當量濃度約10~100g/L,優選30~70g/L。步驟(b)所述氧 化水解反應過程控制溫度在90~120°C,水解時間在5~20h,優選10~12h。為提高水解 過程TiO 2收率,對鈦液中的Ti 3+進行氧化處理,所述的氧化劑為0 2、H202和硝酸中的一種或 幾種。進一步優選〇2或H 202,加入量為10~100mL/L (按H2O2計),優選30~60mL/L (按 H2O2計)。
[0029] 根據本發明的方法,作為優選地,步驟(c)所述洗滌為依次用廢硫酸和氨水洗滌 濾餅至中性;所述的烘干為依次在80°C維持1~2h,100°C維持1~2h,然后于105~150°C 下烘干得到偏鈦酸-硅酸復合物。
[0030] 根據本發明的方法,作為優選地,步驟(d)所述鎢源前軀體為能夠溶于水或者有 機溶劑的鎢化合物,優選偏鎢酸銨、鎢酸銨、乙醇鎢、仲鎢酸和仲鎢酸銨中的一種或兩種以 上的混合物,進一步優選偏鎢酸銨或仲鎢酸銨,負載量為偏鈦酸-硅酸復合物重量的1 %~ 10% (按WO3計),優選3%~8% (按WO3計),進一步優選4%~6% (按WO3計)。
[0031] 根據本發明的方法,作為優選地,步驟(d)的過程中所述的焙燒采取程序升溫,升 溫速率控制在2~10°C /min,進一步優選為2~5°C /min,升溫至450~650°C,進一步優 選為500~600 °C,維持2~5h,進一步優選為3~4h。
[0032] 優選地,將鎢源前軀體與步驟(c)所得偏鈦酸-硅酸復合物混合后,在上述優化焙 燒程序下進行焙燒。
[0033] 根據本發明的方法,作為優選地,在步驟(d)所得的鈦鎢硅粉上負載釩源前軀體 的方法為:將釩源前軀體溶解之后加入步驟(d)所得的鈦鎢硅粉中,在40~90°C水浴中, 優選60~80°C,維持1~12h,優選2~6h后,烘干,然后500~550°C焙燒(煅燒)3~ 4h。所述的釩源前軀體為能夠溶于水或者有機溶劑的釩化合物,優選草酸釩、偏釩酸銨、硫 酸氧釩、乙酰丙酮氧釩中的一種或兩種以上的混合物,優選草酸釩或偏釩酸銨,負載量為釩 鈦鎢硅SCR煙氣脫硝催化劑總重量的0. 5 %~5 % (按V2O5計),進一步優選1 %~3 % (按 V2O5計)。
[0034] 根據本發明的方法,作為優選地,可以將步驟(c)的濾液以及步驟(f)洗滌濾渣后 的液體,通過濃縮結晶生產硫酸鋁和硫酸鎂。
[0035] 本發明提出的含鈦高爐渣廢酸處理與利用方法,是一種含鈦高爐渣高值化利用制 備鈦鎢硅粉、釩鈦鎢硅SCR煙氣脫硝催化劑、硫酸鈣晶須及硫酸鋁化學品的方法,可直接利 用低濃度的硫酸法鈦白生產過程的廢酸,酸浸取液水解后的鈦硅復合物進行鎢負載后可作 煙氣脫硝催化劑的載體,鈦鎢硅粉進行釩負載可制的釩鈦鎢硅SCR煙氣脫硝催化劑,酸浸 的濾渣可進一步凈化制得含硅硫酸鈣晶須;水解后濾液經濃縮結晶,可得到水處理的硫酸 鋁產品。該方法不僅為高爐渣的高值化利用提供一條新途徑,同時也利用了鈦白生產過程 產生的廢酸,而且利用球磨酸化工藝,可以生成纖維狀硫酸鈣產品。以該工業廢棄物與廢酸 作為原料有效降低了鈦鎢硅粉和含硅硫酸鈣晶須的生產成本,節約能耗,有助于緩解目前 環境污染的給社會帶來的巨大壓力,具有重要的經濟意義和社會意義。
[0036] 本發明提供的含鈦高爐渣廢酸處理與利用方法,利用工業廢棄物生產高附加值的 鈦鎢硅粉和硫酸鈣晶須,實現了含鈦高爐渣與鈦白生產過程的廢硫酸的資源化、高值化利 用。
[0037] 本發明所述方法過程簡單,而且實現了低濃度廢酸對廢渣中TiO2的浸取,且對產 物的凈化分離要求不高,對產品白度沒有要求,允許產品中含有微量的Mn、Fe元素,以促進 催化劑的脫硝活性與穩定性;而硫酸鈣晶須中含有少量的雜質鈦有利于增加晶須的白度, 增大硫酸鈣晶須在造紙行業的應用,少量的硅雜質可以增強硫酸鈣晶須的強度和導熱效 果,有利于硫酸鈣晶須的耐磨耗、耐高溫、抗腐蝕性;本發明的工藝可用于生產高附加值的 脫硝催化劑載體、釩鈦鎢硅SCR煙氣脫硝催化劑和硫酸鈣復合物晶須,并大大提高了含鈦 高爐渣的利用價值,具有廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0038] 圖1為本發明的含鈦高爐渣廢酸處理與利用工藝流程示意圖。
[0039] 圖2為本發明實施例1中所得鈦鎢硅粉的XRD譜圖。
[0040] 圖3為本發明實施例1中V2O5-WO3AiO 2-SiO^脫硝活性圖。
[0041] 圖4為本發明實施例1中含硅硫酸鈣晶須的掃描電鏡圖(500倍)。
[0042] 圖5為本發明實施例1中含硅硫酸鈣晶須的掃描電鏡圖(10000倍)。
[0043] 圖6為本發明實施例1中所用原料及所得硫酸鈣晶須的XRD譜圖。
【具體實施方式】
[0044] 本說明書中公開的任一特征,除非特別敘述,均可被其他等效或具有類似目的的 替代特征加以替換。除非特別敘述,每個特征只是一系列等效或者類似特征中的一個例子 而已。所述僅僅是為了幫助理解本發明,不應該視為對本發明的具體限制。
[0045] 實施例1
[0046] 1000 g含鈦高爐渣(20~50目)(組成見附表1)、5kg (質量濃度20%廢硫酸)混 合后,加入至IOL的球磨罐中,加入剛玉球,進行球磨反應。控制球磨轉速為120轉/min,球 磨時間600min。反應完成后,漿液倒入離心罐中高速離心分離和廢硫酸洗滌后,得到浸取液 和固體殘余物。
[0047] 浸取液體在60°C、-0. 8atm條件下濃縮至2. 5L后(1102當量濃度50g/L),升溫至 IKTC條件下,以30mL/L(以H2O2計)通入氧氣,進行氧化水解反應10h,小型壓濾機進行液 固分離后,分別采用稀硫酸與氨水洗滌兩次后,80°C維持lh,100°C維持lh,然后于105°C下 烘干,得到偏鈦酸-硅酸的復合物濾餅。計算偏鈦酸-硅酸的復合物濾餅的干基重量后,取 胃) 3當量質量5%的偏鎢酸銨與濾餅混合后,以5°C /min升溫至500°C焙燒4h、磨粉后,得 到W03/Ti02-Si0% v體產品。浸漬釩鈦鎢硅SCR煙氣脫硝催化劑重量2 %的草酸釩(以V 205 計),60°C水浴6h,烘干后500°C焙燒3h,制得釩鈦鎢硅SCR煙氣脫硝催化劑,催化劑活性見 附圖3,催化劑的組成見附表2。
[0048] 離心分離后的固體殘余物在水相中懸浮分離后,經洗滌得到硫酸鈣-二氧化硅的 復合物晶須,該固體產物在105°C烘干后,產物的組成與形貌見附表3和圖4與圖5。硫酸 鈣的晶型如圖6所示。圖6中a曲線為原料的衍射曲線,而b曲線為硫酸鈣-二氧化硅復 合物的衍射曲線,可以看出為硫酸鈣二水化合物的典型衍射峰。
[0049] 將水解后分離的液體洗滌含鈦高爐渣原料,盡可能浸取高爐渣中鋁、鎂元素后,采 用氨水中和pH值,在100°C濃縮后,采用分步結晶的方式對液相中的硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸 銨進行分離,得到相應的化工產品。
[0050] 附表1 :含鈦高爐渣組成
[0056] 實施例2
[0057] 1000 g含鈦高爐渣(20~50目)(組成見附表1)、50kg (質量濃度10 %廢硫酸) 混合后,加入至IOL的球磨罐中,加入剛玉球,進行球磨反應。控制球磨轉速為30轉/min, 球磨時間600min。反應完成后,漿液倒入離心罐中高速離心分離和廢硫酸洗滌后,得到浸取 液和固體殘余物。
[0058] 浸取液體在30°C、_0. 5atm條件下濃縮至8. 33L后(1102當量濃度15g/L),升溫至 90°C條件下,以60mL/L加入H2O 2,進行氧化水解反應20h,小型壓濾機進行液固分離后,分別 采用稀硫酸與氨水洗滌兩次后,80°C維持2h,100°C維持2h,然后于150°C下烘干,得到偏鈦 酸-硅酸的復合物濾餅。計算濾餅的干基重量后,取10 3當量質量1 %的偏鎢酸銨與濾餅混 合后,以2°C /min升溫至450°C焙燒5h、磨粉后,得到103/1102-5102粉體產品。浸漬釩鈦鎢 硅SCR煙氣脫硝催化劑重量0. 5%的偏釩酸銨(以V2O5計),80°C水浴2h,烘干后550°C焙 燒4h,制得釩鈦鎢硅SCR煙氣脫硝催化劑。
[0059] 將水