鈦白粉(Ti02)是目前世界上性能最佳的白色顏料。鈦白粉與關(guān)系著人民生活水平的住宅、汽車產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，已成為全球第3大無機(jī)化工產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、造紙、油墨、橡膠、化纖等工業(yè)，其銷售值位于無機(jī)化工產(chǎn)品的前3位。鈦白粉生產(chǎn)主要有硫酸法和氯化法2種。相比而言，氯化法鈦白粉生產(chǎn)方法技術(shù)比較先進(jìn)，工藝流程短，自動化程度高，噸產(chǎn)品廢料產(chǎn)生量低。但氯化法鈦白粉在生產(chǎn)工藝、裝置和廢物處置等方面仍有一些技術(shù)問題需要吸收消化國外先進(jìn)技術(shù)來加以解決。本文介紹氯化法生產(chǎn)R一909涂料鈦白粉車間的生產(chǎn)中三廢綜合利用和凈化處理的具體方法。

1 三廢治理措施

1．1廢氣治理措施

氯化鈦白生產(chǎn)有組織排放廢氣污染源有以下幾種。

1．1．1原料備料車間廢氣

高鈦渣在篩分、輸送、石油焦破碎以及高鈦渣和石油焦配料、干燥過程中均有含塵廢氣產(chǎn)生。

1．1．2氯化車間廢氣

氯化過程產(chǎn)生的混合爐氣經(jīng)粗TiCl4沉淀過濾產(chǎn)生的泥漿直接噴淋冷卻后再經(jīng)旋風(fēng)除塵器分離出大部分粉塵，分離后爐氣進(jìn)入4級噴淋冷卻塔，以冷凍鹽水間接冷卻后的粗TiCl。液體為冷卻介質(zhì)，采用直接接觸急冷方式冷凝回收爐氣中的TiCl4，主要廢氣源是末被冷凝的氯化尾氣G4。氯化尾氣主要成分見表1。  

氯化尾氣主要成分表1

由于氯化爐內(nèi)含有C12和CO，因此構(gòu)成了產(chǎn)生光氣的物質(zhì)基礎(chǔ)，在無催化劑的情況下，沸騰氯化爐中仍有可能產(chǎn)生少量的光氣，由于氯化爐中的溫度為800～1000℃，而光氣在高于550℃條件下會分解，因此產(chǎn)生的少量光氣在氯化爐中的高溫下分解。同時C02、02、S的存在會破壞光氣的產(chǎn)生，生成光氣時要求CO2：CO<92：1，氯化尾氣含有較多的CO2（C02：C0約為1：2)，又沒有催化劑，氯化尾氣離開沸騰氯化爐降溫后僅產(chǎn)生微量的光氣，微量光氣在含氯廢氣處理設(shè)施中的水洗過程中能被迅速分解成氯化氫和二氧化碳，產(chǎn)生的氯化氫迅速被水吸收，因此，氯化尾氣外排出的光氣極少。這也是未見國內(nèi)外四氯化鈦生產(chǎn)企業(yè)發(fā)生光氣污染的相關(guān)報道的原因。

1．1．3精制車間廢氣

TiCl4精制工段除釩工序冷凝器回收TiCl4時產(chǎn)生不凝尾氣，精餾塔塔頂在冷凝回收低沸物時連續(xù)產(chǎn)生不凝尾氣，2種不凝尾氣G6中均含有微量Cl2、HCl等酸性污染物，并入含氯廢氣處理系統(tǒng)處理。

1．1．4氧化車間廢氣

氧化工序生成的含氯尾氣G7在正常生產(chǎn)時經(jīng)過氯壓機(jī)增壓后全部直接返回氯化爐，該氣體的氯氣(68％～79％)能夠滿足直接返回氯化工段利用的要求。

一旦氯化工段氯化爐停車，則立即啟動氧化爐的停車程序，并立即切斷氧化爐尾氯通向氯化爐的通道，含氯尾氣G7并入含氯廢氣處理裝置進(jìn)行處押。

1．1．5有組織廢氣處理與排放

有組織廢氣產(chǎn)生、處理及排放情況見表2。

表2有組織廢氣產(chǎn)生、治理及排放情況

1．1．6廢氣無組織產(chǎn)生、治理、排放

廢氣污染物無組織產(chǎn)生、治理及排放情況如下：氯化爐排灰和排渣過程所產(chǎn)生的無組織排放是目前國內(nèi)類似企業(yè)的主要環(huán)境問題之一。可采用星型閥等除灰措施，杜絕氯化爐排灰時廢氣散排，最大限度地降低該過程無組織排放。氯化鈦白生產(chǎn)排灰、排渣的工藝流程見圖1。

圖1氯化車間排灰、排渣流程

氯化系統(tǒng)在排灰和排渣時不與外界連通，爐渣和收塵灰殘留的TiCl4和SiCl4直接在渣漿罐的堿液中水解，水解產(chǎn)物HCl迅速被堿液吸收，少量無組織散發(fā)的HCl和C12在渣漿罐上方被收集并由抽氣系統(tǒng)抽至含氯廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，最大限度減輕了排灰、排渣中無組織排放HCl、 C12。

根據(jù)遵義市環(huán)保局對遵義鈦廠無組織排放含氯廢氣進(jìn)行的現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果，氯化車間含氯氣體的無組織排放主要來自循環(huán)泵、過濾器的沖洗過程，約占氯化車間無組織排放含氯氣體的80％。企業(yè)在循環(huán)泵、過濾器的沖洗過程中應(yīng)注意車間的通風(fēng)，減少沖洗次數(shù)，縮短沖洗時間，避免HCl、C12超過車間允許濃度范圍。

精制車間的釩渣泥漿出渣時采用密閉渣罐負(fù)壓收集，以消除含氯廢氣的無組織排放。釩渣泥漿密閉輸送回氯化車間與沉淀泥漿一起噴淋冷卻氯化爐爐氣。

液氯庫通過強(qiáng)化生產(chǎn)、設(shè)備和工藝技術(shù)的管理來確保設(shè)備完好率，降低系統(tǒng)泄漏。

主要廢氣無組織排放量見表3

表3主要廢氣無組織排放量

1．1．7開停車廢氣污染物排放及治理

開停車時產(chǎn)生的氯化尾氣、TiCl4精制尾氣、氧化爐含氯尾氣等采用正常生產(chǎn)同一凈化系統(tǒng)凈化后達(dá)標(biāo)排放。

開、停車過程持續(xù)時間短。開車時按照含氯廢氣處理系統(tǒng)→氯化爐→精制工段→氧化爐，在1個工段開車正常后才開啟下1個工段，開車時的大氣污染物產(chǎn)生情況與正常生產(chǎn)時相近。停車時氧化爐和氯化爐同時連鎖停車，最后停含氯廢氣處理系統(tǒng)，由于停車時氧化爐產(chǎn)生的含氯尾氣不能進(jìn)入氯化爐回用，必須通過含氯廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，因此停車時大氣污染物產(chǎn)生量略大于正常生產(chǎn)情況，此時氯氣供應(yīng)系統(tǒng)切斷，處理的含氯廢氣為爐內(nèi)和管道內(nèi)殘留的含氯氣體。氯化鈦白生產(chǎn)停車時的大氣污染物產(chǎn)生及排放情況見表4。  

表4停車大氣污染物產(chǎn)生及排放情況

1．2廢水治理措施

各類廢水產(chǎn)生、治理及排放分述如下：

(1)凈水循環(huán)系統(tǒng)排污水W1：氯化車間氯化混合氣水冷夾套、精制車間冷卻器、真空設(shè)施、公用系統(tǒng)空壓機(jī)組、低溫鹽水機(jī)組等運(yùn)行過程中需進(jìn)行間接循環(huán)冷卻，冷卻水經(jīng)凈水循環(huán)水池冷卻后循環(huán)使用，凈水系統(tǒng)循環(huán)排污水為清下水，直接達(dá)標(biāo)排放。

(2)含氯廢氣處理系統(tǒng)水洗流程產(chǎn)生的稀鹽酸WZ：含氯廢氣經(jīng)循環(huán)水洗去大部分的氯化氫，產(chǎn)生質(zhì)量分?jǐn)?shù)約20%的稀鹽酸，作為副產(chǎn)品外售，不外排。

(3)氯化尾氣堿洗流程產(chǎn)生的廢堿液W3：含氯廢氣經(jīng)循環(huán)堿液洗滌后產(chǎn)生廢堿液，連續(xù)產(chǎn)生，主要污染物為pH、ClO-、Cl-。由于堿液洗滌前2處理工序已除去大部分的氯化氫和氯氣，因此產(chǎn)生的廢堿液量少，全部用于氯化車問濕法除灰和除渣的補(bǔ)充堿液，最終隨灰渣漿進(jìn)入工業(yè)固廢固化設(shè)施作為水泥固化配水，不外排。

(4)后處理工段鈦白粉洗滌廢水W5：后處理用脫鹽水對半成品鈦白粉進(jìn)行洗滌，廢水中主要污染物為低濃度的SS、磷酸鹽和SO42-，進(jìn)生產(chǎn)廢水處理站處理。

(5)全廠設(shè)備清洗、實(shí)驗(yàn)室廢水及沖洗地坪水W6：原料庫、精制車問、準(zhǔn)備車間、還原蒸鎦車間、破碎及包裝車間在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生設(shè)備清潔及沖洗地坪水，問斷產(chǎn)生，主要污染物為pH、SS、Cl-收集進(jìn)入生產(chǎn)廢水處理站處理。

(6)脫鹽水站酸堿廢水W7：脫鹽水站樹脂再生時將產(chǎn)生酸堿廢水，收集引入生產(chǎn)廢水處理站中和處理，作為清下水直排。

(7)全廠生產(chǎn)廢水處理站：采用清污分流、分類收集、分類處理的方式。含氯廢氣處理產(chǎn)生的稀鹽酸和廢堿液等高Cl-廢液均綜合利用，不外排也不進(jìn)入全廠生產(chǎn)廢水處理站。其他低濃度廢水如后處理洗滌廢水、脫鹽水站酸堿廢水和全廠設(shè)備清洗入沖洗地坪水等進(jìn)入全廠生產(chǎn)廢水處理站進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后外排。

生產(chǎn)廢水處理站采取中和、混凝、沉淀等物理化學(xué)方法，廢水中主要污染物pH、SS達(dá)標(biāo)后的尾水部分回用(用于地坪沖洗)，剩余部分達(dá)標(biāo)排放。

生產(chǎn)廢水產(chǎn)生、治理及排放情況見表5。

表5生產(chǎn)廢水產(chǎn)生及排放情況