CN102826581B - 一种利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法，包括冷轧含酸废水、酸洗废液和除尘灰或电石渣，具体步骤为：a、检验含酸废水和钢材酸洗废液中HCl的摩尔浓度，除尘灰或电石渣中CaO的质量百分数；依据所需配制的含杂CaCl2溶液的摩尔浓度，根据下式计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的含酸废水、除尘灰或电石渣、酸洗废液的摩尔数，再依据酸洗废液、含酸废水中HCl的摩尔浓度、除尘灰或电石渣中CaO的质量百分比，计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的含酸废水、酸洗废液的体积和除尘灰或电石渣的质量；CaO+2HCl＝CaCl2+H2O；b、将除尘灰或电石渣与含酸废水在配乳罐中进行乳液配制；c、将b步所配的乳液加入到中和池中，同时加入酸洗废液和含酸废水；d、将c步所得溶液流入沉淀进行静置沉淀，上层清澈即为含杂液体氯化钙溶液。

Description

一种利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法
技术领域
本发明属于环境保护与资源利用技术领域，尤其涉及一种在钢铁冶金中利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法。
背景技术
钢铁企业用盐酸酸洗带钢表面的氧化铁皮，酸洗后的带钢再用水冲洗钢板表面残余盐酸和氧化物，产生大量的含酸废水。含酸废水的pH值一般为1～3，含酸废水中还含有对环境有害的Cl离子和COD。因此，大量的冷轧含酸废水必须经过处理才能外排，目前普遍采用向含酸废水中加入石灰乳中和的方法处理，处理后的废水的pH值达到6～9，排到污水处理厂进行深度处理。现有技术存在的问题：由于含酸废水经过加碱中和处理控制，经常出现pH值超标或悬浮物SS超标情况，严重影响下道工序正常运行；经过中和处理后的废水，对环境有害的Cl离子和COD仍超标，如某大型冷轧含酸废水中Cl离子为2110mg/L，CODCr为462.3mg/L，2009年公布的新的国家标准规定外排废水中CODCr低于100mg/L，Cl离子和COD等有害物质超标外排给地区生态环境造成很大危害，企业每年还要交纳数目可观的排污费。现有冷轧含酸废水处理技术存在成本高，不能实现稳定达标外排，更没有使废水资源得到利用，冷轧废水处理一直是困绕钢铁企业的环保难题。
冷轧厂用盐酸酸洗钢板表面的氧化铁皮，产生大量的酸洗废液，其主要成分为盐酸、FeCl2、FeCl3和水。大量的酸洗废液一般采用鲁滋纳法处理，回收再生盐酸并产生氧化铁红副产品。鲁滋纳法的缺点是设备投资大、能耗高；没有条件上鲁滋纳法的企业，一般用加碱中和的方法处理酸洗废液。
另外，钢铁企业生产过程中产生大量的CaO含量高的除尘灰，如某炼钢厂的LF炉除尘灰CaO含量达50.2％，MgO为11.6％，这些物质很有回收利用价值，但因LF炉除尘灰中硫含量高达0.712％，再用作钢铁生产原料将造成回硫，目前这种除尘灰外排，给环境造成压力并造成资源流失。
还有，电石生产过程中产生大量的电石渣浆，渣浆自然沉降后含湿率约60％，若不处理就排放势必严重污染环境。电石渣浆经过自然风干后得到电石渣干料，如某电石渣干料成分如下：Ca(OH)2：67.66％，CaCO3：20.01％，H2O：2.49％，其他：9.84％。热分解后该电石渣干料的CaO含量为62.41％。
另一方面，氯化钙作为一种重要的化工原料被广泛用作干燥剂、织物上浆剂和防火剂、路面集尘剂、食品防腐剂、制冷剂、港口和机场及路面消雾剂、染料助磨剂、除雪剂、净水剂、烧结矿和球团矿的增效剂、氯化铝和氯化钡及钙盐的原料等，使用范围广、需求量大。氯化钙产品既可以是固体、也可以使液体，实际上，很多氯化钙产品不需要有很高的纯度，如路面集尘剂、港口和机场及路面消雾剂、烧结矿和球团矿的增效剂等，这些产品大多用纯度较高的氯化钙产品配制，经济上不划算。
传统的液体氯化钙的生产方法是利用氨碱法生产纯碱的废液生产或用盐酸与碳酸钙或石灰石方法生产。
申请号为91106411.7的中国专利，“一种生产液体氯化钙的方法”，采用盐酸加碳酸钙反应生成液体氯化钙，其特征是：在慢速搅拌下，用过量5％～15％的盐酸与石灰石矿浆反应，在负压下除二氧化碳，用石灰乳把反应液中和至pH值为5～8，并添加聚丙烯酸钠处理。该方法虽然产渣量减少，产品质量较好，但存在工艺相对复杂，反应速度无法控制，需要过滤杂质、能耗高，反应过程中生成的气体需要无害化处理等问题。该专利还介绍了美国专利US 4，299，809，采用盐酸加碳酸钙反应生成液体氯化钙，其特征是：是反应器是上部密封、下部有过滤装置的耐酸罐，粒度为0.1～30mm的碳酸钙与上部加入的盐酸反应，靠反应产生的二氧化碳使液体氯化钙过滤并分离出二氧化碳。其优点是不需要动力，缺点是设备结构复杂，造价高，碳酸钙过量，产生大量的渣，需要复杂的后续处理方法来提高产品质量。
申请号为200810015605.2的中国专利，“一种利用工业废酸生产液体氯化钙的方法”，其特征是，利用块状石灰石和带钢酸洗后的废盐酸按一定比例进行反应，对生成的酸性氯化钙溶液用石灰乳中和，反应后的气体经过吸收池吸收。该方法的优点是利用了带钢酸洗后的废盐酸、反应速度可控、反应后的气体得到处理，缺点是块状石灰石和带钢酸洗后的废盐酸反应后的氯化钙粗液需要3～4天的沉淀处理、生产周期长、成本相对较高。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，对冷轧含酸废水进行资源化利用，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法。
为达到上述目的，用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液包括冷轧含酸废水、酸洗废液和除尘灰或电石渣，具体步骤为：
a、检验含酸废水和钢材酸洗废液中HCl的摩尔浓度，除尘灰或电石渣中CaO的质量百分数；依据所需配制的含杂CaCl2溶液的摩尔浓度，根据下式计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的含酸废水、除尘灰或电石渣、酸洗废液的摩尔数，再依据酸洗废液、含酸废水中HCl的摩尔浓度、除尘灰或电石渣中CaO的质量百分比，计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的含酸废水、酸洗废液的体积和除尘灰或电石渣的质量；
CaO+2HCl＝CaCl2+H2O
b、将除尘灰或电石渣与含酸废水在配乳罐中进行乳液配制；
c、将b步所配的乳液加入到中和池中，同时加入酸洗废液和含酸废水；
d、将c步所得溶液流入沉淀池进行静置沉淀，上层清澈即为含杂液体氯化钙溶液。
b步和c步含酸废水总和等于a步计算的含酸废水总量。
本发明有益效果如下：1使冷轧含酸废水、硫含量高的LF炉除尘灰或电石渣得到资源化利用；2找到一条经济合理的冷轧含酸废水减排和资源化利用的路线，解决困绕钢铁企业的冷轧废水COD难以处理的环保难题，节省了下道工序的污水处理费用，避免冷轧含酸废水对环境的污染；3避免硫含量高的LF炉除尘灰外排对环境的污染；4生产有用的含杂氯化钙溶液产品，如可用作烧结矿增效剂、露天矿抑尘剂等，在不造成环境污染的情况下，实现变废为宝，体现循环经济的价值，具有很大的推广应用价值。
附图说明
图1为利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明：
实施例1
检验冷轧含酸废水和酸洗废液的摩尔浓度分别为0.07mol/L和2.53mol/L，检验LF炉除尘灰中CaO质量分数为48％；确定所需配制的含CaCl2废水溶液的摩尔浓度0.18mol/L。具体工艺如下：将LF炉除尘灰1470kg和15m3的冷轧含酸废水加入配乳罐，搅拌1小时后制成石灰乳；再分别把制成的石灰乳和8.75m3的酸洗废液加入中和池，注入46.25m3的冷轧含酸废水，中和后的溶液流入沉淀池进行静置沉淀，上层清澈即为CaCl2摩尔浓度为0.18mol/L的含杂液体氯化钙溶液。
实施例2
检验冷轧含酸废水和酸洗废液的摩尔浓度分别为0.06mol/L和2.80mol/L，检验电石渣中CaO质量分数为60％；确定所需配制的含杂CaCl2溶液的摩尔浓度0.18mol/L。具体工艺如下：将1176kg的电石渣和12m3的冷轧含酸废水加入配乳罐，搅拌1小时后制成石灰乳；再分别把制成的石灰乳和7.66m3的酸洗废液加入中和池，注入50.34m3的冷轧含酸废水，中和后的溶液流入沉淀池进行静置沉淀，上层清澈即为CaCl2摩尔浓度为0.18mol/L的含杂液体氯化钙溶液。

Claims (2)

1.一种利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法，生产原料包括冷轧含酸废水、酸洗废液和除尘灰或电石渣，具体步骤为：
a、检验冷轧含酸废水和酸洗废液中HC1的摩尔浓度，除尘灰或电石渣中CaO的质量百分数；再依据所需配制的含杂CaC12溶液的摩尔浓度，根据下式计算生成单位体积含杂CaC12溶液所需要加入的冷轧含酸废水、酸洗废液的体积和除尘灰或电石渣的质量；
CaO+2HC1=CaC12+H2O
b、将除尘灰或电石渣与冷轧含酸废水在配乳罐中进行乳液配制；
c、将b步所配的乳液加入到中和池中，同时加入酸洗废液和冷轧含酸废水；
d、将c步所得乳液流入沉淀池进行静置沉淀，上层清澈即为含杂液体氯化钙溶液。
2.根据权利要求1所述利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法，其特征在于所述的b步和c步冷轧含酸废水总和等于a步计算的冷轧含酸废水总量。
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