为解决硫酸法钛白生产中废酸污染钛白废酸中有价资源得不到合理利用的现实问题,以某集团钛白生产线的钛白废酸为原料,进行了钛白废酸综合利用的研究。利用萃取法,研究了回收硫酸的工艺技术参数;考察了萃取剂对硫酸萃取率的影响;对不同相调节剂做了对比,选出了一种经济实用的相调节剂并对有机相组成做了详细研究。确定了萃取和反萃工艺的最佳条件:萃取法回收硫酸的最佳相比为2.5:1,萃取级数为6级,萃取时间为2 min,在该萃取条件下进行逆流萃取,硫酸的萃取率可达到92%。从负载有机相中反萃硫酸时,最佳相比为4:1,反萃级数为6级,反萃时间为3min,硫酸的回收率可达到90%。同时对萃取机理进行了初步的探讨。利用水解沉淀法研究了从萃取硫酸后的萃余液中富集钒及钛的工艺,最佳技术条件是:加入理论量1.6倍的铁屑还原Fe3+后,再加入理论量的氧化物调节溶液的pH值,在该条件下,钒及钛的沉淀可达到99%以上。该沉淀除铁后,回收钛的最佳工艺即酸度为0.8mol·L-1、温度为75℃,水解时间为4h,该条件下钛的回收率为94.38%,产品纯度为87.26%。通过对钛水解动力学的探讨,得出硫酸浸出水解法回收钛符合受界面化学反应控制的有固体产生的数学模型,水解反应活化能为79kJ·mol-1。利用铵盐沉钒法研究了从回收钛的母液中提取钒的工艺,最佳工艺条件为:pH值为2.0,90℃水浴控温,每50mL母液加入1.500g的氯化铵和理论量的还原剂,钒的沉淀率为94.29%。获得含钒的富料后,采用苏打焙烧法,获得纯净的钒酸钠溶液,进一步铵盐沉钒后得到偏钒酸铵,灼烧后,即可得到五氧化二钒。同时对偏钒酸铵的结晶动力学做了初步研究,证明了铵盐沉钒过程符合Avrami方程,其速率系数为1.514,反应级数为0.513。采用浓缩结晶法回收了钛白废酸中的硫酸亚铁,最佳工艺条件为:硫酸浓度0.8mol·L-1,浓缩硫酸亚铁的浓度至240g·L-1,在-5～-10℃的温度下结晶2.0h,硫酸亚铁析出率可达92%以上。通过以上研究,成功解决了钛白废酸的环境污染问题,同时实现了有价资源硫酸、钛、钒、铁的综合利用。