一种利用废硫酸制备纳米硫酸钙的方法

技术领域

本发明实施例属于废酸处理领域，尤其涉及一种利用废硫酸制备纳米硫酸钙的方法。

背景技术

现阶段生产钛白粉主要采用的是硫酸法。硫酸法生产钛白粉是老工艺，设备简单，技术不复杂，对原料的要求也不太严格，但是其“三废”的排放量大，治理费用高，综合利用产品附加值低，基本无再利用价值。硫酸法生产1t钛白粉要排放质量百分比浓度为17％-22％的废硫酸8-10t、酸性废水200-100t、酸性废渣0.5-0.6t、酸性废气超过15000m

采用石灰石中和法处理硫酸法生产钛白粉产生的酸性废水，可有效除去水中硫酸根离子、重金属离子，调节水中的pH值，其设备投资要求小，处理工艺简单易行，系统维护方便，处理的水量大，处理工艺比较成熟。但目前的工艺仍有很多不足：首先是废渣的处理问题，在处理过程中产生大量CaSO

因此，如何对废硫酸进行处理，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种利用废硫酸制备纳米硫酸钙的方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种利用废硫酸制备纳米硫酸钙的方法，包括以下步骤：

S1、向氯化钙溶液中加入晶型控制剂和废硫酸，反应结束后获得含有CaSO

S2、将所述混合物Ⅰ过滤，获得滤液和所述纳米硫酸钙，

S3、对所述纳米硫酸钙淋洗，获得洗脱液，合并所述滤液和所述洗脱液，获得混合液；

S4、向混合液中加入CaCO

S5、向混合物Ⅱ中加入Ca(OH)

S6、将步骤S5得到的氯化钙溶液转到S1中的所述氯化钙溶液中重复使用。

进一步的，所述晶型控制剂包括C

进一步的，所述晶型控制剂的添加量为所述废硫酸质量的0.2％-0.5％。

进一步的，步骤S1中所述氯化钙溶液的浓度为60-90g/L，所述废硫酸中SO

进一步的，步骤S1中反应时间为5-10min，反应结束后继续搅拌10min，保证反应完全。

进一步的，步骤S1中向氯化钙溶液加入晶型控制剂和废硫酸过程中进行搅拌，所述搅拌的速度为1200-1500r/min。

进一步的，步骤S1中废硫酸的加入速度为控制流量在5-10min内加完。进一步的，步骤S1中废硫酸的加入速度为50L/min。

进一步的，步骤S2中所述淋洗的时间为3-5min，淋洗至洗脱液中H

进一步的，步骤S4中Ca(OH)

进一步的，步骤S4中补入氯化钙后，氯化钙浓度为120-140g/L。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种由任一项上述方法制备的纳米硫酸钙，所述纳米硫酸钙晶体的尺寸为50-200nm。

与现有技术相比，本发明的优点包括：

本发明实施例提供一种利用废硫酸制备纳米硫酸钙的方法，通过将废硫酸和晶型控制剂加入到氯化钙溶液中，过滤后能够获得纳米硫酸钙，既避免了酸性废水处理过程中产生新的固废CaSO

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明一典型实施例中利用废硫酸制备纳米硫酸钙的工艺流程图；

图中标记：主反应容器1；存储罐2；除铁除杂罐3。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

文中，术语“废硫酸”，产生于硫酸法生产钛白粉的水解工段中：硫酸法钛白粉的生产工序主要由钛铁矿的粉磨、酸解、还原、冷冻结晶、水解、过滤、水洗、煅烧、粉碎组成。在该工艺中，水解工段产生大量的酸性废水，废水中含有大量的Fe

如图1所示，本发明实施例的一个方面提供了一种利用废硫酸制备纳米硫酸钙的方法，包括以下步骤：

S1、主反应阶段；向装有氯化钙溶液的主反应容器1中加入晶型控制剂和废硫酸，期间进行搅拌，搅拌速度为1200-1500r/min，且废硫酸的加入速度为控制流量在5-10min内加完；搅拌速度过慢会导致晶体迅速长大，比表面积减小，反应结束后获得含有CaSO

在具体实施中，所述氯化钙溶液的浓度为60-90g/L，所述废硫酸中SO

本实施例的反应式为CaCl

本实施例通过将废硫酸和晶型控制剂加入到氯化钙溶液中，过滤后能够获得纳米硫酸钙，既避免了废硫酸处理过程中产生CaSO

S2、将所述混合物Ⅰ过滤，获得滤液和所述纳米硫酸钙，对所述纳米硫酸钙淋洗，获得洗脱液，淋洗至洗脱液中H

S3、溶钙增浓阶段；向装有混合液的存储罐2中加入CaCO

本实施例的反应式为CaCO

S4、除铁除杂阶段；向混合物Ⅱ中加入波美度为20-25be的Ca(OH)

S5、将步骤S4得到的氯化钙溶液转到S1中的所述氯化钙溶液中重复使用。

本实施例的反应式为FeCl

本实施例通过先分离出纳米硫酸钙，再用Ca(OH)

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种由任一项上述方法制备的纳米硫酸钙，所述纳米硫酸钙晶体的尺寸为50-200nm。

以下结合具体实施例对本发明进行详细论述。

实施例1

本实施例提供一种利用废硫酸制备纳米硫酸钙的方法，包括以下步骤：

S1、向氯化钙溶液中加入晶型控制剂和废硫酸，期间进行搅拌，搅拌速度为1200r/min，反应结束后获得含有CaSO

S2、将所述混合物Ⅰ过滤，获得滤液和所述纳米硫酸钙，对所述纳米硫酸钙淋洗，获得洗脱液，淋洗至洗脱液中H

S3、向混合液中加入CaCO

S4、向混合物Ⅱ中加入波美度为20be的Ca(OH)

实施例2

本实施例提供一种利用废硫酸制备纳米硫酸钙的方法，包括以下步骤：

S1、向氯化钙溶液中加入晶型控制剂和废硫酸，期间进行搅拌，搅拌速度为1500r/min，反应结束后获得含有CaSO

S2、将所述混合物Ⅰ过滤，获得滤液和所述纳米硫酸钙，对所述纳米硫酸钙淋洗，获得洗脱液，淋洗至洗脱液中H

S3、向混合液中加入CaCO

S4、向混合物Ⅱ中加入波美度为25be的Ca(OH)

实施例3

本实施例提供一种利用废硫酸制备纳米硫酸钙的方法，包括以下步骤：

S1、向氯化钙溶液中加入晶型控制剂和废硫酸，期间进行搅拌，搅拌速度为1350r/min，反应结束后获得含有CaSO

S2、将所述混合物Ⅰ过滤，获得滤液和所述纳米硫酸钙，对所述纳米硫酸钙淋洗，获得洗脱液，淋洗至洗脱液中H

S3、向混合液中加入CaCO

S4、向混合物Ⅱ中加入波美度为22.5be的Ca(OH)

实验1

对实施例1制备的纳米硫酸钙进行检测，检测结果如表1所示：

表1、纳米硫酸钙的成分检测结果

表2、钛石膏的成分检测标准

对比表1和表2，可见本发明方法制备的纳米硫酸钙的指标超越现有的检测标准，可在要求更高的行业使用。且本发明制备硫酸钙的方法不用矿石，不消耗矿石资源，解决了钛石膏污染的同时，产出的硫酸钙含量远高于钛石膏的标准。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。