CN102092972A - 用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工三废治理和利用的技术领域，特别是用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法；本发明主要是利用纯碱废渣经过脱水煅烧、混料研磨得到水泥熟料，同时利用纯碱废渣经过净化、合成后再脱水、干燥、得到辅料，将利用纯碱废渣制得的熟料与辅料投入到混匀球磨机研磨，得到了用纯碱废渣制成的水泥产品；本发明不但可以制作水泥主料，而且还可以制作水泥的辅料，有效的利用了纯碱废渣，能大量的吞吐下去源源排出的碱渣，达到变废为宝，保护环境，创造很高的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于纯碱工业三废治理和综合利用的技术领域，尤其是一种用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法。
技术背景
碱渣是氨碱法纯碱生产过程中的副产物，主要成分为碳酸钙等无机物。作为氨碱法纯碱生产大国的中国，回避不了碱渣污染这个突出问题，因为每生产1吨纯碱，就副产干基碱渣300千克。而目前我国氨碱法生产纯碱年产量达900万吨，占全国纯碱总产量的60％，每年因此产生的碱渣约270万吨。由于产生量较大，又具有较强的碱性，碱渣的处理问题一直是纯碱行业的世界性难题。多年来，碱渣的治理措施主要为围坝拦渣、清液排放、堆存填地；一些企业还因此尝试过搬迁到异地，但是，由于这些治理模式不能从根本上消除碱渣，企业发展的压力并没有得到实质性的缓解。
为了解决碱渣问题，中国专利文献，申请号为95106293.X公开了一种碱渣制工程土的方法，主要是将50～100wt％的堆积碱渣或新排放废渣液初步沉积后经压滤工序压滤后的碱渣粗粉碎后进入搅拌工序搅拌，得到膏状体，此膏状体在常温常压下经24～48小时自然干燥脱水固化即成。中国专利文献，申请号为96120738.8的专利也公开了一种碱渣土的制造方法，是将堆积碱渣；或直接排放的废液废渣经沉淀后挖出的渣块；或直接排放的废液废渣经碳化、沉淀、高位或低位真空预压脱水固化后得到的渣块；或碳化后经压滤得到的块状滤饼，摊在空地上自然晾晒脱水，即可得到碱渣土。申请号为200810129372.9的文献公开了一种利用纯碱废液和电石废渣脱除SO2的方法。利用纯碱废液中的CaCL2与烟气中的SO2反应，生成白色CaSO3沉淀，放出HCL，HCL溶于水形成浓度很低的盐酸；用电石废渣中的Ca(OH)2中和HCl，生成CaCl2和水，CaCl2循环利用。在脱硫过程中主要消耗的是电石废渣中的Ca(OH)2。如果本地没有纯碱废液，可以购买由纯碱废液生产的二水氯化钙(CaCl2·2HO)，配制成CaCl2溶液。此方法在消耗纯碱废液的同时脱除SO2，但是靠脱硫工艺来消耗纯碱废液，数量上太少，虽然以上方法部分解决了碱渣的堆放避免了环境污染问题，但是其变废为宝的经济效益较低；目前也没有关于用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法的报道。
发明内容
本发明提供了一种不仅成本低廉、易于实现，而且工艺及生产设备简单的用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法。
为了达到上述的目的，本发明的技术方案为：
一种用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法，包括熟料制作、辅料制作和水泥合成；
所述水泥熟料的制作过程为：
步骤A、将纯碱废渣脱水至30～50％，再转入煅烧窑在720～740温度下煅烧，煅烧成没有氯根的氧化钙；
步骤B、先将煅烧物冷却后用粉碎机一粉碎成500～800毫米的氧化钙小块；
步骤C、氧化钙小块与配料按照重量比为1∶0.1～0.4的比例在混料球磨机一里混匀研磨至400～600目，即得到了水泥熟料；
所述辅料的制作过程为：
步骤D、将蒸氨废液折算好按氯化钙计，与硫酸稀溶液以纯物质的质量比1∶0.68～1.08先后投入到耐腐蚀的反应器里，在搅拌下反应；得到反应混合物I；反应混合物I为硫酸钙和盐酸及硫酸钠为主的混合溶液。
步骤E、将反应混合物I用抽滤机一抽滤得到澄清液和滤饼；
步骤F、将步骤E中抽滤得到的滤饼先经三次洗涤，然后依次经过离心甩干机、干燥器、粉碎机二、检斤包装机进行离心甩干、干燥、粉碎、检斤包装得到两水硫酸钙，即辅料；
步骤G、将步骤E中抽滤得到的澄清液投入到减压蒸馏器里进行减压蒸馏，当达到硫酸钠饱和浓度时候就逐渐从溶液里析出，接着将蒸馏溶液投入结晶器结晶、排出、检斤包装成硫酸钠；剩下的液体是盐酸溶液，盐酸溶液再经过精馏器精馏除去里面的杂质得到浓度为20～25％的盐酸产品。
所述水泥合成过程为：
将步骤C中制得的水泥熟料与步骤H中制得的辅料按照重量比1∶0.04～0.07一起投入到混匀球磨机里，直至将混合料研磨成650～750目的粉体，得到水泥产品。
其中，步骤G中所述硫酸稀溶液为体积浓度为10～40％的稀硫酸。
本发明主要是利用纯碱废渣，碱渣的成分接近水泥的原料，碱渣是白色膏状物质，表面有裂缝，稳定性较差等缺点。含水60～63％主要成分是氧化钙，还有二氧化硅、氯化钠、氯化钙等物质富有强烈的吸水性。本发明将纯碱废渣经过脱水煅烧、混料研磨得到水泥熟料，同时利用纯碱废渣经过净化、合成后在脱水、干燥、得到辅料，将利用纯碱废渣制得的熟料与辅料按照重量比1∶0.04～0.07混合一起投入到混匀球磨机里，直至将混合料研磨成650～750目的粉体，得到了用纯碱废渣制成的水泥产品。本发明不但可以制作水泥主料，而且还可以制作水泥的辅料，有效的利用了纯碱废渣，能大量的吞吐下去源源排除的碱渣，达到变废为宝，保护环境，创造很高的济效益。本发明不仅生产的成本低廉、利润高、市场需求量大，而且工艺及生产设备简单；是一种比较实际的处理和利用方法，该方法不但能创造出可观的经济价值，而且还消除了化工废渣、治理了环境污染。
其化学反应方程式如下：CaCl2+H2SO4＝＝＝＝CaSO4+2HCl
NaCl+H2SO4＝＝＝＝Na2SO4+2HCl
CaCO3+H2SO4＝＝＝＝CaSO4+H2O+CO2
CaO+H2SO4＝＝＝＝CaSO4+H2O
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
其中：
1——煅烧窑、2——粉碎机一、3——球磨机一、4——水泥孰料、5——反应器、6——抽滤机、7——离心甩干机、8——干燥器、9——粉碎机二、10——检斤包装机、11——辅料、12——减压蒸馏器、13——结晶器、14——硫酸钠、15——精馏器、16——盐酸产品、17——球磨机二、18——水泥产品。
具体的实施方式
实施例1
一种用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法，包括熟料制作、辅料制作和水泥合成；
所述水泥熟料的制作过程为：
步骤A、将纯碱废渣脱水至30％，再转入煅烧窑1在720温度下煅烧，煅烧成没有氯根的氧化钙；
步骤B、先将煅烧物冷却后用粉碎机一2粉碎成500毫米的氧化钙小块；
步骤C、氧化钙小块与配料按照重量比为1∶0.1的比例在混料球磨机一3里混匀研磨至400目，即得到了水泥熟料4；
所述辅料的制作过程为：
步骤D、将蒸氨废液折算好按氯化钙计，与体积浓度为10％的硫酸稀溶液以纯物质的质量比1∶0.68先后投入到耐腐蚀的反应器5里，在搅拌下反应；得到反应混合物I；反应混合物I为硫酸钙和盐酸及硫酸钠为主的混合溶液。
步骤E、将反应混合物I用抽滤机一6抽滤得到澄清液和滤饼；
步骤F、将步骤E中抽滤得到的滤饼先经三次洗涤，然后依次经过离心甩干机7、干燥器8、粉碎机二9、检斤包装机10进行离心甩干、干燥、粉碎、检斤包装得到两水硫酸钙，即辅料11；
步骤G、将步骤E中抽滤得到的澄清液投入到减压蒸馏器12里进行减压蒸馏，当达到硫酸钠饱和浓度时候就逐渐从溶液里析出，接着将蒸馏溶液投入结晶器13结晶、排出、检斤包装成硫酸钠14；剩下的液体是盐酸溶液，盐酸溶液再经过精馏器15精馏除去里面的杂质得到浓度为20％的盐酸产品16。
所述水泥合成过程为：
将步骤C中制得的水泥熟料与步骤H中制得的辅料按照重量比1∶0.04一起投入到混匀球磨机17里，直至将混合料研磨成650目的粉体，得到水泥产品15。
实施例2
一种用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法，包括熟料制作、辅料制作和水泥合成；
所述水泥熟料的制作过程为：
步骤A、将纯碱废渣脱水至40％，再转入煅烧窑1在730温度下煅烧，煅烧成没有氯根的氧化钙；
步骤B、先将煅烧物冷却后用粉碎机一2粉碎成700毫米的氧化钙小块；
步骤C、氧化钙小块与配料按照重量比为1∶0.2的比例在混料球磨机一3里混匀研磨至500目，即得到了水泥熟料4；
所述辅料的制作过程为：
步骤D、将蒸氨废液折算好按氯化钙计，与体积浓度为25％的硫酸稀溶液以纯物质的质量比1∶0.88先后投入到耐腐蚀的反应器5里，在搅拌下反应；得到反应混合物I；反应混合物I为硫酸钙和盐酸及硫酸钠为主的混合溶液。
步骤E、将反应混合物I用抽滤机一6抽滤得到澄清液和滤饼；
步骤F、将步骤E中抽滤得到的滤饼先经三次洗涤，然后依次经过离心甩干机7、干燥器8、粉碎机二9、检斤包装机10进行离心甩干、干燥、粉碎、检斤包装得到两水硫酸钙，即辅料11；
步骤G、将步骤E中抽滤得到的澄清液投入到减压蒸馏器12里进行减压蒸馏，当达到硫酸钠饱和浓度时候就逐渐从溶液里析出，接着将蒸馏溶液投入结晶器13结晶、排出、检斤包装成硫酸钠14；剩下的液体是盐酸溶液，盐酸溶液再经过精馏器15精馏除去里面的杂质得到浓度为23％的盐酸产品16。
所述水泥合成过程为：
将步骤C中制得的水泥熟料与步骤H中制得的辅料按照重量比1∶0.06一起投入到混匀球磨机17里，直至将混合料研磨成700目的粉体，得到水泥产品15。
实施例3
一种用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法，包括熟料制作、辅料制作和水泥合成；
所述水泥熟料的制作过程为：
步骤A、将纯碱废渣脱水至50％，再转入煅烧窑1在740温度下煅烧，煅烧成没有氯根的氧化钙；
步骤B、先将煅烧物冷却后用粉碎机一2粉碎成800毫米的氧化钙小块；
步骤C、氧化钙小块与配料按照重量比为1∶0.4的比例在混料球磨机一3里混匀研磨至600目，即得到了水泥熟料4；
所述辅料的制作过程为：
步骤D、将蒸氨废液折算好按氯化钙计，与体积浓度为40％的硫酸稀溶液以纯物质的质量比1∶1.08先后投入到耐腐蚀的反应器5里，在搅拌下反应；得到反应混合物I；反应混合物I为硫酸钙和盐酸及硫酸钠为主的混合溶液。
步骤E、将反应混合物I用抽滤机一6抽滤得到澄清液和滤饼；
步骤F、将步骤E中抽滤得到的滤饼先经三次洗涤，然后依次经过离心甩干机7、干燥器8、粉碎机二9、检斤包装机10进行离心甩干、干燥、粉碎、检斤包装得到两水硫酸钙，即辅料11；
步骤G、将步骤E中抽滤得到的澄清液投入到减压蒸馏器12里进行减压蒸馏，当达到硫酸钠饱和浓度时候就逐渐从溶液里析出，接着将蒸馏溶液投入结晶器13结晶、排出、检斤包装成硫酸钠14；剩下的液体是盐酸溶液，盐酸溶液再经过精馏器15精馏除去里面的杂质得到浓度为25％的盐酸产品16。
所述水泥合成过程为：
将步骤C中制得的水泥熟料与步骤H中制得的辅料按照重量比1∶0.07一起投入到混匀球磨机17里，直至将混合料研磨成750目的粉体，得到水泥产品15。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (2)
1.用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法，其特征在于：包括熟料制作、辅料制作和水泥合成；
所述水泥熟料的制作过程为：
步骤A、将纯碱废渣脱水至30～50％，再转入煅烧窑(1)在720～740温度下煅烧，煅烧成没有氯根的氧化钙；
步骤B、先将煅烧物冷却后用粉碎机一(2)粉碎成500～800毫米的氧化钙小块；
步骤C、氧化钙小块与配料按照重量比为1∶0.1～0.4的比例在混料球磨机一(3)里混匀研磨至400～600目，即得到了水泥熟料(4)；
所述辅料的制作过程为：
步骤D、将蒸氨废液折算好按氯化钙计，与硫酸稀溶液以纯物质的质量比1∶0.68～1.08先后投入到耐腐蚀的反应器(5)里，在搅拌下反应；得到反应混合物I；
步骤E、将反应混合物I用抽滤机(6)抽滤得到澄清液和滤饼；
步骤F、将步骤E中抽滤得到的滤饼先经三次洗涤，然后依次经过离心甩干机(7)、干燥器(8)、粉碎机二(9)、检斤包装机(10)进行离心甩干、干燥、粉碎、检斤包装得到两水硫酸钙，即辅料(11)；
步骤G、将步骤E中抽滤得到的澄清液投入到减压蒸馏器(12)里进行减压蒸馏，当达到硫酸钠饱和浓度时候就逐渐从溶液里析出，接着将蒸馏溶液投入结晶器(13)结晶、排出、检斤包装成硫酸钠(14)；剩下的液体是盐酸溶液，盐酸溶液再经过精馏器(15)精馏除去里面的杂质得到浓度为20～25％的盐酸产品(16)。
所述水泥合成过程为：
将步骤C中制得的水泥熟料与步骤H中制得的辅料按照重量比1∶0.04～0.07一起投入到混匀球磨机二(17)里，直至将混合料研磨成650～750目的粉体，得到水泥产品(18)。
2.根据权利要求1所述的用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法，其特征在于：步骤G中所述硫酸稀溶液为体积浓度为10～40％的稀硫酸。
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