CN101913663B - 一种同时治理高氨氮废水和电石渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同时治理高氨氮废水和电石渣方法，其特征是该方法包括以下步骤：把电石渣与氯化铵母液打入带精馏塔的反应釜中，分别收集氨水和氯化钙溶液；反应温度为90-110℃，反应时间为1.8～2.2小时。本发明针对湿法冶金行业排放的高氨氮废水及聚氯乙烯行业排放的电石渣，采用简单的方法实现了湿法冶金行业中氨的循环使用，同时治理了聚氯乙烯企业排放的生产废弃物，还生产了氯化钙和氨水，充分体现减量化、再利用、资源化的循环经济原则。
Description
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种同时治理高氨氮废水和电石渣的方法，该方法不仅能治理污染并能资源化利用。
背景技术
湿法冶金行业常使用氨水为金属提取剂，如在钒的提取过程中先用盐酸浸泡含钒的矿石，使水不溶性的二氧化钒转变成可溶于水的盐酸氧化钒，从矿石中溶解出来，再用氨与钒酸根反应生成偏钒酸铵结晶沉淀，完成钒的提取过程，方程式如下：
2VO2 + HClO + HCl = 2VO2Cl +H2O ……………………… （1）
VO2Cl + 2NH3 + H2O = NH4VO3↓ + NH4Cl …………………（2）
从反应方程式可以看出，钒结晶母液中的主要成分是氯化铵，一般浓度可达300Kg/吨母液，如不与治理，直接排放，会给环境造成极大污染。按中国环境标准规定，Ⅰ类地表水体的氨氮浓度应≤0.015mg/L，照此标准1M3结晶母液会造成6百万M3地表水的污染。
环境工程领域内现有物化和生物两类治理含氨氮废水的方法，物化方法是用蒸发的方法把氯化铵转化为固体，而这些固体氯化铵的出路是作为氮肥用于农业生产。但现在发现从湿法冶金母液中回收的氯化铵中含有很多重金属成分，其在农业生产中的使用会严重威胁人类的食品安全。
生化方法是把氨转化为氮气排入大气。方程式如下：
NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O
6HNO3 +5CH3OH = 3N2↑ + 5CO2 + 13H2O
此法虽是一种无害化排放的方案，但处理每1吨氯化铵母液需消耗700度电能和200Kg甲醇，而生产这些电能及甲醇需耗煤500Kg，耗水11M3,因此从生态环境的角度看，此法在治理污染的同时又造成了更大的污染。
另外，电石渣是聚氯乙烯企业排放的固体废物，需占用大量场地堆放，已是该行业的一大负担。有研究提出用工业盐酸和电石渣生产氯化钙的方法，这种方法虽然治理了电石渣但又消耗了新的资源盐酸，也是一种消耗资源的治理方法，但是不符合减量化、再利用的原则。
发明内容
本发明基于上述考虑提出一种同时治理高氨氮废水和电石渣方法，该方法以电石渣和氯化铵母液为原料生产氯化钙和氨水，充分体现了减量化、再利用、资源化等循环经济原则。
从循环经济的角度看，本发明把氯化铵回收为氨水重新回到湿法冶金生产过程中去是最好的治理污染办法。电石渣的主要成分是钙，氯化铵母液的主要成分是氨和氯，本发明以电石渣和氯化铵母液为原料生产氯化钙和氨水，则既实现了湿法冶金行业中氨的循环使用，又同时治理了两个行业的生产废弃物，还生产了氯化钙，可谓一举多得。
本发明的目的是通过以下方式实施的：一种同时治理高氨氮废水和电石渣方法，该方法包括以下步骤：把电石渣与氯化铵母液打入带精馏塔的反应釜中，分别收集氨水和氯化钙溶液；反应温度为90-110℃，优选100℃；反应时间为1.8～2.2小时，优选为2小时。所述的氯化铵母液是湿法冶金排放的废水。所述的精馏塔的塔板数优选为40～45块。所得到的氨水质量百分浓度为15～25%，氯化钙溶液质量百分浓度为35%～50%，优选得到的氨水质量百分浓度为20～25%，氯化钙溶液质量百分浓度为40%～50%。电石渣（其中，氢氧化钙质量含量30%）与氯化铵母液（其中，氯化铵质量含量30%）的重量比为1：0.5-0.8，优选1：0.723。
电石渣与氯化铵母液混合，打入带精馏塔的反应釜中，在搅拌下加热至90-110℃，反应1.8～2.2小时，发生以下化学反应：Ca(OH)2+ 2NH4Cl → 2NH3↑ + CaCl2 + 2H2O
氯化钙溶液还是一种被广泛使用的冷库载冷剂。实验表明，欲得到质量百分比浓度大于20%的氨水，精馏塔的实际塔板数应达到40块以上，优选40～45块。并且，在反应温度为90-110℃条件下，反应时间应达到1.8～2.2小时才能使反应完全。
与现有技术比较本发明的有益效果：本发明针对湿法冶金行业排放的高氨氮废水及聚氯乙烯行业排放的电石渣，采用简单的方法实现了湿法冶金行业中氨的循环使用，同时治理了聚氯乙烯企业排放的生产废弃物，还生产了氯化钙和氨水，充分体现减量化、再利用、资源化的循环经济原则。
附图说明
图1为本发明反应流程示意图
1为反应釜，2为精馏塔，3为冷凝器。
具体实施方式
实施例1
取1吨含氢氧化钙30%的电石渣（电石渣是聚氯乙烯企业排放）和0.723吨含氯化铵30%的氯化铵母液（氯化铵母液是湿法冶金排放的废水），打入带精馏塔（塔板数为40块）的反应釜中，在搅拌下加热至100℃后，反应2小时，氨气上升至塔顶，通过塔顶冷凝器可冷凝0.69吨质量百分比浓度为20%的氨水，塔釜中得到1.03吨质量百分比浓度为43%氯化钙溶液。
实施例2
取1吨含氢氧化钙30%的电石渣（电石渣是聚氯乙烯企业排放）和0.8吨含氯化铵30%的氯化铵母液（氯化铵母液是湿法冶金排放的废水），打入带精馏塔（塔板数为45块）的反应釜中，在搅拌下加热至90℃后，反应2.2小时，氨气上升至塔顶，通过塔顶冷凝器可冷凝0.78吨质量百分比浓度为22%的氨水，塔釜中得到0.98吨质量百分比浓度为45%氯化钙溶液。
实施例3
取1吨含氢氧化钙30%的电石渣（电石渣是聚氯乙烯企业排放）和0.5吨含氯化铵30%的氯化铵母液（氯化铵母液是湿法冶金排放的废水），打入带精馏塔（塔板数为42块）的反应釜中，在搅拌下加热至95℃后，反应1.8小时，氨气上升至塔顶，通过塔顶冷凝器可冷凝0.53吨质量百分比浓度为21%的氨水，塔釜中得到0.95吨质量百分比浓度为38%的氯化钙溶液。
Claims (4)
1.一种同时治理高氨氮废水和电石渣方法，其特征是该方法包括以下步骤：把电石渣与氯化铵母液打入带精馏塔的反应釜中，分别收集氨水和氯化钙溶液；反应温度为90～110℃，反应时间为2～2.2小时；所述的精馏塔的塔板数为40～45块，氯化铵母液是湿法冶金排放的废水。
2.根据权利要求1所述的同时治理高氨氮废水和电石渣方法，其特征在于所述的氨水质量百分浓度为15～25％，氯化钙溶液质量百分浓度为35％～50％。
3.根据权利要求2所述的同时治理高氨氮废水和电石渣方法，其特征在于所述的氨水质量百分浓度为20～25％，氯化钙溶液质量百分浓度为40％～50％。
4.根据权利要求1所述的同时治理高氨氮废水和电石渣方法，其特征在于所述的反应温度为100℃，反应时间为2小时。
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