一是钛白的绿色生产技术。
硫酸法制取颜料二氧化钛的生产过程要产生大量的带硫酸的气体, 固体残渣, 废硫酸, 以及大量的硫酸亚铁。可溶性铁化合物、稀酸和其他矿石的无机污染物已成为国际环境问题。氯化法制取颜料二氧化钛的生产过程要产生大量腐蚀强, 高毒性的含氯气体和固体含氯无机盐。
多年来,许多技术和绿色方法已被用于减少废气、废液和废固的排放,回收有用物质或二氧化钛生产过程副产物的资源化利用。在某些情况下,过程余热回收到生产过程中,有助于减少燃烧气体或煤炭的使用量,因此,有助于减少二氧化碳排放量。硫酸法钛白绿色生产技术主要包括连续酸解技术、渣矿混合酸解技术、酸解过程控制技术、高效水解技术、废酸浓缩技术、煅烧尾气处理及余热回收技术,氯化法钛白绿色生产技术主要包括氯气库存控制及三废处理技术等。各种技术的处理方式及效益。
二是副产物的综合利用。钛白生产过程中除了主产物二氧化钛外,还会产生一些副产物,如硫酸法钛白生产中的硫酸亚铁(绿矾)、红石膏等。硫酸法副产物的综合利用方式如图3-1所示。绿矾分离是硫酸法生产钛白最环保的除铁方式,绿矾可以以化工原料在市场销售,也可以用来制取硫酸, 氧化铁颜料,用作净水剂等。硫酸法钛白生产中产生的低浓度废酸与石灰中和产生红石膏。红石膏的主要成分为CaSO4·H2O,其中还含有Fe(OH)3,Al(OH)3等杂质。红石膏可用于水泥、建筑材料、路基材料、土壤改性剂等。氯化过程中的除钒残渣可用来提取钒原料。
全世界二氧化钛颜料生产方法有硫酸法和氯化法。两种过程在化学反应过程和原料使用上大不相同。在北美, 二氧化钛颜料主要以氯化法生产, 但在欧洲和亚洲, 二氧化钛颜料主要以硫酸法生产。通过不断的技术创新, 氯化法和硫酸法在欧美都达到高标准的环境要求。
现在公认: 现代硫酸法工艺和现代氯化法工艺对环境的影响的差别不大。
展望未来, 钛白绿色生产关键技术将在我国钛白生产过程中更广泛使用和实施。钛白生产副产物的有效利用既能降低这些副产物对环境的影响, 又能提升钛白绿色生产的总体经济效果。
现代膜技术(包括:超滤、反渗透、膜过滤)以及离子交换分离能用来选择性过滤浓缩溶液,产生纯化滤液流和浓缩溶液。这些类型的工艺既可以用来清理废水,也可以用来回收废水。节能技术如高效浓缩以及余热回收技术的广泛使用将减少钛白生产对燃料的消耗, 降低温室气体CO2在大气中的排放。