为解决钛白粉行业废水处理后的回用问题同时减少外排废水对环境造成的污染，本次研究以经中和除渣后的钛白粉废水为研究对象，提出了两种回用方案，其一是采用CO₂气体预脱钙—碱渣脱钙—CO₂气体反调pH值的新工艺对原废水进行脱钙处理后回用，其二是将原废水直接回用于钛白粉生产中的一洗工序和二洗工序前段，二洗后段工序采用生产中的砂滤水将残留的钙洗涤除去。研究结果表明：采用CO₂气体预脱钙—碱渣脱钙—CO₂气体反调pH值的新工艺对中和除渣后钛白粉废水的脱钙效果较好，其中CO₂气体可以采用废气，相对于纯碱脱钙—硫酸反调pH的传统方法极大地减少了废水处理的成本，且废水盐含量降低，水质有所改善。在添加晶种、伴以机械搅拌的条件下，通入CO₂气体反应25min，CO₂气体的预脱钙率达到35%以上，CO₂气体预脱钙需要满足两个条件：一是废水pH值在11.2以上，二是添加适量晶种。该过程可用拟二级动力学曲线进行拟合，相关系数R²＞0.99，预脱钙废水在机械搅拌条件下，投加碱渣反应5min，钙浓度降低至50mg/L以下。脱钙后的废水和原废水与生产中的二洗出水和砂滤水相比，洗铁速度更快，用水量更少，钛白粉产品产量有所提高，脱钙回用的最佳工艺条件为：一洗洗涤时间75min，水温45℃，二洗洗涤时间100min，水温45℃，洗后钛白粉铁含量低于30mg/Kg，各性能指标均满足要求。原废水一洗代替二洗出水洗铁，在二洗前期代替砂滤水将铁洗至30mg/Kg以下，原废水洗后钙在偏钛酸浆料中积累，二洗后期使用砂滤水洗钙，原废水回用的最佳工艺条件为：一洗洗涤时间75min，水温45℃，二洗废水洗涤时间45min，水温45℃，砂滤水洗涤时间45min，45℃，洗后钛白粉产品中钙含量低于50mg/Kg，产品各性能指标达到要求。砂滤水洗钙过程中钙的去除规律可用溶解—扩散模型进行拟合，相关系数R²＞0.92,具有一定的实用价值。