CN101182137A - 氯化炉渣的水洗处理方法及处理液的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氯化炉渣的水洗处理方法及处理液的应用。氯化炉渣的水洗处理方法是：将氯化炉渣中的氯离子通过水洗的方法，溶入到水中除去。氯化炉渣的水洗处理液的应用包括以下过程：(1)将水洗过程的含氯离子水中的Ca2+、Mg2+、SO4 2－、Fe3+和其他重金属离子以沉淀的形式从溶液中分离出来，然后将这些沉淀和不溶性杂质用过滤的方法除去，所得到的滤液在下一步工序中用做电解液；(2)电解上述工序中得到的含氯离子水，生产氯气、氢气和烧碱溶液。本发明解决了限制氯化炉渣在建材行业中应用的一项关键性技术难题，除去了氯化炉渣中的氯离子，使炉渣可直接应用于建材行业，同时解决了含氯离子水的处理与资源化问题，也为制备TiCl4的氯化工序提供了大量的氯气，通过除去有害杂质离子和其他不溶性杂质，得到符合电解要求的盐水，生产成本很低。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，具体地说是氯化炉渣的水洗处理方法及处理液的应用。
背景技术
沸腾氯化技术是钛白和海绵钛生产过程中的一个重要技术环节，在一定还原碳存在条件下，富钛料中的CaO和MgO优先氯化生成CaCl2和MgCl2，在氯化过程中难以挥发除去。经氯化处理后的炉渣中含有大量的CaCl2、MgCl2和少量的FeCl3、MnCl2，如果将氯化炉渣直接用于制备水泥或作为掺合材料用于混凝土中，炉渣中所含的氯离子对钢筋产生很强的腐蚀作用，这严重地限制了氯化炉渣在建材行业的应用。除去氯化炉渣中的氯离子成为炉渣应用中急待解决的关键性技术问题。通过水洗技术可以将氯化炉渣中的氯离子溶于水中除去，但含氯离子水的处理又成了新的问题，这种水达不到国家排放标准，不能直接排放。
发明内容
发明的目的是提供一种能除去氯化炉渣中的氯离子，使炉渣可直接应用于建材行业，同时解决了含氯离子水的处理与资源化问题的氯化炉渣的水洗处理方法。
含钛高炉渣和钛铁矿冶炼钛渣经氯化处理后得到的氯化炉渣，是本发明采用的主要原料，将氯化炉渣进行水洗，产生的水洗液通过除去杂质离子和净化处理工序，使之用于电解生产氯气、氢气和烧碱。
为了除去氯化炉渣中的氯离子，本发明采用水洗方法将氯化炉渣中的氯离子溶于水中除去，得到的水洗液中的杂质离子用Na2CO3、NaOH和BaCl2沉淀下来，并与其他不溶性杂质一起过滤除去，得到的水溶液用电解法生产氯气、氢气和烧碱的原料。
(1)氯化炉渣的水洗方法：
将氯化炉渣中的氯离子通过水洗的方法，溶入到水中除去。
(2)含氯离子水的净化处理：
将上述水洗过程得到的含氯离子水中的Ca2+、Mg2+、SO4 2-、Fe3+和其他重金属离子以沉淀的形式从溶液中分离出来，然后将这些沉淀和不溶性杂质用过滤的方法除去，所得到的滤液在下一步工序中用做电解液。
(3)含氯离子水的电解：
电解上述工序中的含氯离子水，生产氯气、氢气和烧碱溶液。
本发明与现有技术相比所具有的积极效果：
与一般氯碱工业采用的工艺相比，本发明解决了限制氯化炉渣在建材行业中应用的一项关键性技术难题，除去了氯化炉渣中的氯离子，使炉渣可直接应用于建材行业，同时解决了含氯离子水的处理与资源化问题，也为制备TiCl4的氯化工序提供了大量的氯气。本发明在电解过程中所使用的盐水主要来自水洗氯化炉渣得到的含氯离子水，通过除去有害杂质离子和其他不溶性杂质，得到符合电解要求的盐水，生产成本很低。
附图说明
图1是本发明的氯化炉渣的水洗处理方法的工艺路线图。
图2是本发明的氯化炉渣的水洗过程示意图。
具体实施方式
本发明的工艺路线如图1所示，主要包括三个步骤：①氯化炉渣的水洗；②含氯离子水的净化处理；③含氯离子水的电解，分述如下：
①氯化炉渣的水洗：
如图2所示，氯化炉渣的水洗方法采用少量多次进行，水洗次数在三次以上，即先用少量的清水(要求淹没过炉渣10-20厘米)浸泡氯化炉渣1-2小时以上(除第一个洗涤循环外，此处的炉渣是最后一次被清洗，放置氯化炉渣的槽的高度超过0.3m，氯化炉渣的加入量达到槽体积的三分之二)，放出洗涤水，水溶液流入到下一个放有氯化炉渣的槽中(此处的炉渣是第二次被清洗)，浸泡氯化炉渣1-2小时以上，放出洗涤水，水溶液流入到第三个盛有氯化炉渣的槽中(此处的炉渣是第一次被清洗)，浸泡氯化炉渣1-2小时以上。此过程使炉渣中的氯化钙、氯化镁、氯化铁和氯化锰等氯化物全部溶入水中，然后起出炉渣，用于制备水泥，或用作混凝土掺合料等；放出的洗涤水可以连续使用，水溶液中氯化物的浓度不断增大，使水中氯化物的浓度达到饱和流出水槽，进入净化工序。这样即可以使氯化炉渣被多次清洗，也可以使水溶液达到饱和。
②含氯离子水的净化处理：
使含有氯化物的水溶液澄清，然后流入另一个水池中，通过分析化验并计算出水溶液中Ca2+、Mg2+和SO4 2-的摩尔浓度和总摩尔数，然后加入Na2CO3，理论加入Na2CO3的总摩尔数与溶液中Ca2+的总摩尔数相等，实际加入量要求超过理论加入量，将Na2CO3的过量控制在0.25-0.6g/L，除去溶液中的Ca2+，再加入NaOH，理论加入NaOH的总摩尔数等于溶液中Mg2+总摩尔数的2倍，实际加入量要求超过理论加入量，将NaOH的过量控制在0.07-0.6g/L，除去溶液中的Mg2+和Fe3+，最后加入BaCl2，理论加入BaCl2的总摩尔数与溶液中SO4 2-的总摩尔数相等，实际加入量与理论加入量相等，除去溶液中的SO4 2-，将溶液过滤，除去沉淀和其他不溶性杂质。
③含氯离子水的电解：
所得到的滤液加入电解槽中进行电解，阳极产物为氯气，阴极产物为氢气，剩余电解液为含烧碱的溶液。由于富钛料氯化工序中需要大量的氯气，电解得到的氯气可以直接返回到富钛料氯化工序中，也可外售，氢气和烧碱可以外售。
Claims (4)
1.一种氯化炉渣的水洗处理方法，其特征在于按以下进行：将氯化炉渣中的氯离子通过水洗的方法，溶入到水中除去。
2.根据权利要求1所述的氯化炉渣的水洗处理方法，其特征在于氯化炉渣的水洗方法采用少量多次的方法，水洗次数在三次以上，每次用水浸泡1-2小时以上，最后放出洗涤水。
3.权利要求1所述的氯化炉渣的水洗处理方法及处理液的应用，其特征包括以下过程：
(1)含氯离子水的净化处理：将权利要求1中所述水洗过程的含氯离子水中的Ca2+、Mg2+、SO4 2-、Fe3+和其他重金属离子以沉淀的形式从溶液中分离出来，然后将这些沉淀和不溶性杂质用过滤的方法除去，所得到的滤液在下一步工序中用做电解液；
(2)含氯离子水的电解：电解上述工序中得到的含氯离子水，生产氯气、氢气和烧碱溶液。
4.根据权利要求3所述的氯化炉渣的水洗处理方法及处理液的应用，其特征在于：在(1)步骤中先加入Na2CO3，除去溶液中的Ca2+，然后加入NaOH，除去溶液中的Mg2+和Fe3+，最后加入BaCl2，除去溶液中的SO4 2-，将溶液过滤，除去沉淀和其他不溶性杂质。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20080521 |