CN104108777A - 一种用水泥处理酸性废水或废酸的方法 - Google Patents

Abstract

一种用水泥处理酸性废水或废酸的方法，采用水泥作为中和剂处理酸性废水或废酸，处理后的废水返回生产使用或达标排放；其中水泥为硅酸盐类水泥，水泥的用量为废水或废酸重量的0.01％-60％。酸性废水或废酸中加入水泥，酸性废水或废酸和水泥充分混合，固液分离，渣堆存，处理后的废水返回生产使用或达标排放。本发明有中和剂水泥方便易得、使用方便、细度合适、价格低廉的优势。使用水泥作为中和剂、废水废酸处理工艺简单、固液分离快捷、成本低。

Description

一种用水泥处理酸性废水或废酸的方法

技术领域

本发明属于酸性废水或废酸处理技术领域。

背景技术

酸性废水或废酸处理中使用常见中和剂有：生石灰(CaO)，熟石灰(Ca(OH)₂)，石灰石粉(CaCO₃)，白云石粉(主要成分CaCO₃)，电石渣(主要成分CaCO₃、Ca(OH)₂)，碳酸氢铵(NH₄HCO₃)，碳酸铵((NH₄)₂CO₃)，氨水(NH₄·H₂O)，液氨(NH₄)，纯碱(碳酸钠、Na₂CO₃)，烧碱(Na(OH)₂)，镁砂(MgO)，氢氧化镁(MgOH)，菱镁矿(主要成分MgCO₃)，含氧化钙、氧化镁、碳酸钙、碳酸镁高的石粉，含氧化钙、氧化镁、碳酸钙、碳酸镁高矿粉尾矿粉，含氧化钙、氧化镁高的炉渣，含氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢铵、碳酸铵、氨水的工业废液。在酸性废水或废酸处理工艺中，根据酸性废水或废酸的性质和其它处理条件使用上述常见中和剂中的一种或几种组合作为中和剂。

硅酸盐水泥的主要矿物：硅酸三钙(3CaO·SiO2，简式C3S)，硅酸二钙(2CaO·SiO2，简式C2S)，铝酸三钙(3CaO·Al2O3，简式C3A)，铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3，简式C4AF)。

使用水泥作为中和剂处理酸性废水或废酸未见研究使用、未见文献资料报道。

本发明发明人对使用水泥作为中和剂处理酸性废水或废酸进行研究，从而发明了用水泥作为中和剂处理酸性废水或废酸的方法。

发明内容

本发明目的是使用水泥作为中和剂处理酸性废水或废酸，用水泥代替其它中和剂处理酸性废水或废酸，以水泥为主组合其它中和剂处理酸性废水或废酸。全部使用水泥或以水泥为主要中和剂处理酸性废水或废酸的工艺方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的。

一种用水泥处理酸性废水或废酸的方法，本发明特征在于，采用水泥作为中和剂处理酸性废水或废酸，处理后的废水返回生产使用或达标排放；其中水泥为硅酸盐类水泥，水泥的用量为废水或废酸重量的0.01％-60％。

1、处理工艺配置方案：配置酸性废水或废酸与水泥混合的搅拌水泥中和槽，深度搅拌中和槽，固液分离设备或设施。配置酸性废水或废酸给入搅拌水泥中和槽的耐酸泵、耐酸管道、耐酸流量计。配置水泥给入搅拌水泥中和槽的水泥仓、计量螺旋给料机(或其它计量给料设备)。

2、使用的硅酸盐类水泥包含通用水泥和专用硅酸盐类水泥。通用水泥指一般土木建筑工程通常采用的水泥，通用水泥主要是指：GB175—2007规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。专用硅酸盐类水泥中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、道路硅酸盐水泥、砌筑水泥。

3、工艺过程：酸性废水或废酸通过耐酸泵输送入搅拌水泥中和槽，水泥通过计量螺旋给料机给入搅拌水泥中和槽，根据酸性废水或废酸的数量含酸浓度调整加入的水泥量，搅拌中和0.5-4小时，搅拌水泥中和槽中和出料浆PH在4.5-6，水泥和酸性废水或废酸发生下列反应：

1)、3CaO·SiO₂+6H²⁺→3Ca²⁺+SiO₂+3H₂O；

2)、2CaO·SiO₂+4H²⁺→2Ca²⁺+SiO₂+2H₂O；

3)、3CaO·Al₂O₃+6H²⁺→3Ca²⁺+Al₂O₃+3H₂O；

4)、4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃+8H²⁺→4Ca²⁺+Al₂O₃+Fe₂O₃+4H₂O.

5)Ca²⁺+SO₄ ^2-→CaSO₄↓

6)Ca²⁺+NO₃ ^-→Ca(NO₃)₂

7)Ca²⁺+Cl^-→CaCl₂

搅拌水泥中和槽中和出料浆给入深度搅拌中和槽，加入少量碳酸钠(或氢氧化钠、碳酸氢铵、氨水)等强碱性中和剂，使中和料浆PH达到6.5-7.5，深度中和料浆输送至固液分离设备设施(如：沉淀池)中进行固液分离，分离出的渣堆存，分离出的合格清水检测达标排放或返回工厂使用。

多数情况下PH为4.5-6的水溶液可以在工业生产流程中使用。如果有工业生产流程可以使用PH为4.5-6的水溶液，搅拌水泥中和槽中和出料浆给入固液分离设备设施中进行固液分离，分离出的渣堆存，分离出的合格清水返回工厂使用。

本发明的有益效果是：水泥作为酸性废水或废酸中和剂：价格低廉、容易购买、存运安全、使用方便。使用水泥作为中和剂的废水废酸处理工艺简单、固液分离快捷、处理成本低。本发明可以运用在酸性废水处理、废酸处理、浓酸泄漏事故应急处理。本发明为酸性废水或废酸增加一条新途径，有良好的技术应用前景和生产运用价值。使用水泥作为酸性废水或废酸处理的中和剂是现有酸性废水或废酸处理中使用的中和剂的一种补充，由于水泥有其独具的特点，在酸性废水污染和浓酸泄漏的应急处理中更有独特优势。

下面结合说明书附图和实施例进一步阐述本发明的内容。

附图说明

图1是本发明的原则工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的原则生产工艺流程如下：

一种用水泥处理酸性废水或废酸的方法，本发明特征在于，采用水泥作为中和剂处理酸性废水或废酸，处理后的废水返回生产使用或达标排放；其中水泥为硅酸盐类水泥，水泥的用量为废水或废酸重量的0.01％-60％。

酸性废水或废酸储存于防酸废液池，酸性废水或废酸统称为废液。启动搅拌水泥中和槽的搅拌电机。废液泵送进入搅拌水泥中和槽，用螺旋计量给料机往槽中加水泥，水泥加入量以使废液中和至PH为4.5-6为佳。如果处理后的合格清水PH为4.5-6可以满足回水使用要求，搅拌水泥中和槽的料浆直接送入固液分离设备设施；如果处理后的合格清水PH要求达到6.5-7.5，搅拌水泥中和槽的料浆送入深度搅拌中和槽、加碱中和达到要求、送入固液分离设备设施，分离出的合格清水返回使用或达标合规排放。

实施例1：一种用水泥作为中和剂处理某铜矿搅拌浸出湿法炼铜厂膨胀的酸性萃余液

某铜矿搅拌浸出湿法炼铜厂的工艺流程是：铜矿石破碎——磨矿——浸前浓密——50％-65％浓度矿浆和萃余液、硫酸进入搅拌浸出槽浸出——浓密固液分离——含铜溶液萃取——电积——阴极铜产品。该工艺磨矿中加入水随矿浆进入浸出系统，导致流程中浸出——固液分离——尾矿库中含铜料液——萃余液水膨胀。由于萃余液含铜低，一般采取中和萃余液解决水膨胀问题。该厂每天需要处理300m³萃余液，萃余液成分：含硫酸2-8g/L,含铜0.05-0.2g/L.含铁1-3g/L。

设计工艺方案：每天安排一班处理萃余液。配50m³搅拌水泥中和槽1槽，50m³耐酸泵1台，流量计1个。泵送萃余液进入搅拌水泥中和槽，控制流量50m³/h，启动搅拌槽电机，加入袋装水泥，1小时加入水泥0.8吨到1.5吨(50公斤包装水泥16袋到30袋)，萃余液中和停留时间为1小时，中和料浆PH为5-6，排入沉淀池，合格清水返回磨矿使用。

搅拌浸出膨胀的酸性萃余液处理过程发生以下化学反应：

1)、3CaO·SiO₂+6H²⁺→3Ca²⁺+SiO₂+3H₂O；

2)、2CaO·SiO₂+4H²⁺→2Ca²⁺+SiO₂+2H₂O；

3)、3CaO·Al₂O₃+6H²⁺→3Ca²⁺+Al₂O₃+3H₂O；

4)、4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃+8H²⁺→4Ca²⁺+Al₂O₃+Fe₂O₃+4H₂O.

5)Ca²⁺+SO₄ ^2-→CaSO₄↓

6)Cu²⁺+2HO^-→Cu(HO)₂↓

7)Fe³⁺+3HO^-→Fe(HO)₃↓

8)Fe²⁺+3O₂+9H^-→Fe(HO)₃↓+3H₂O

实施例2：一种用水泥作为中和剂处理某铜矿堆浸湿法炼铜厂雨季膨胀的酸性萃余液

某铜矿堆浸湿法炼铜厂的工艺流程是：铜矿石破碎——堆浸——含铜溶液萃取——电积——阴极铜产品。该工厂工艺中堆场面积为120000m²，遇到24小时50mm以上的降雨，24小时流程中料液-萃余液系统水量增加6000m³，雨季持续降雨，导致流程中含铜料液——萃余液水膨胀。由于萃余液含铜低，一般采取中和萃余液解决水膨胀问题。该厂每年4个月雨季需要处理18万m³萃余液，萃余液成分：含硫酸2-5g/L,含铜0.05-0.2g/L.含铁1-2g/L。

设计工艺方案：雨季每天安排三班处理萃余液。配150m³搅拌水泥中和槽1槽，100m³耐酸泵1台，流量计1个。泵送萃余液进入搅拌水泥中和槽，控制流量62.5-70m³/h，启动搅拌槽电机，从水泥仓中用螺旋计量给料机加入散装水泥，每1小时加入水泥1吨-2吨，萃余液中和停留时间为2小时，中和料浆PH为5-6，排入深度搅拌中和槽，加入氢氧化钠中和PH＝6.5至7.5，排入沉淀池，合格清水、经过检测、各项指标合格、合规排放。

堆浸膨胀的酸性萃余液处理过程发生以下化学反应：

1)、3CaO·SiO₂+6H²⁺→3Ca²⁺+SiO₂+3H₂O；

2)、2CaO·SiO₂+4H²⁺→2Ca²⁺+SiO₂+2H₂O；

3)、3CaO·Al₂O₃+6H²⁺→3Ca²⁺+Al₂O₃+3H₂O；

4)、4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃+8H²⁺→4Ca²⁺+Al₂O₃+Fe₂O₃+4H₂O.

5)Ca²⁺+SO₄ ^2-→CaSO₄↓

6)Cu²⁺+2HO^-→Cu(HO)₂↓

7)Fe³⁺+3HO^-→Fe(HO)₃↓

8)Fe²⁺+3O₂+9H^-→Fe(HO)₃↓+3H₂O。

Claims (1)

1.一种用水泥处理酸性废水或废酸的方法，其特征在于，采用水泥作为中和剂处理酸性废水或废酸，处理后的废水返回生产使用或达标排放；其中水泥为硅酸盐类水泥，水泥的用量为废水或废酸重量的0.01％-60％。