CN1042662A - 将含污染物粉尘转化成适于排放形式的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
将含有污染物的粉尘，特别是用电热还原炉从粗磷酸盐，碎石和焦炭的混合物生产黄磷时得到的静电过滤器粉尘，转变为可排放的形式。首先将粉尘悬浮于水以制成悬浮液；然后加入可产生大量沉淀物的物质以制成稠浆；最后使稠浆与水/渣比为25-1∶1的润湿硅酸钙细粉混合，混合前的瞬间向稠浆中加入一种絮凝剂。
Description
本发明涉及将含污染物粉尘，特别是粗磷酸盐、碎石和焦炭组成的进料混合物生产黄磷时在电热还原炉中产生的静电过滤器粉尘（通过将其悬浮于水所形成的水悬浮液），转化成适于排放形式的方法。本发明还涉及实施所述方法的装置。
美国专利4，537，756公开了一种从生产黄磷电热炉的循环料中除去杂质（例如锌）的方法。在该方法中，从炉中排出的某些融态炉渣经固化、研磨后再与粉尘浆混合，该粉尘浆是通过用静电法从反应气体中沉积下来的粉尘与水混合得到的，反应气体中含有一氧化碳和磷蒸气。炉渣与粉尘浆的混合物经处理，成为颗粒物料，然后干燥。干燥过的颗粒物料还可以再被研磨几次，如有必要，也可在加入含有氧化钙的化合物后再与粉尘浆造粒，然后干燥。最后，把干燥的粒料焙烧成适于排放的颗粒。
已知方法的缺点是，炉渣在与粉尘浆混合前需经研磨，签于其机械性能，这会导致可观的研磨机磨损。此外，干燥的颗粒物料再与粉尘浆混合前，每次都需要研磨。
本发明的目的是，提供一种将含污染物粉尘悬浮于水后转化为适于排放形式的方法以及不需要研磨的实施该方法的装置。根据本发明，实现上述目的的方法是：将可产生大量沉淀物的物质加到含水悬浮液中，形成稠浆;然后将该稠浆与水/渣比为25-1∶1的湿硅酸钙渣细粉混合，混合前的瞬间把絮凝剂加入在稠浆中。
本发明的方法可进一步选择性归纳如下：
a）连续加入钙盐溶液和/或铁盐溶液和/或铝盐溶液以及水玻璃溶液，作为可产生大量沉淀物的物质;
b）连续加入钙盐溶液和/或铁盐溶液和或/铝盐溶液以及碱金属碳酸盐溶液，作为可产生大量沉淀物的物质;
c）连续加入钙盐溶液和/或铁盐溶液和/或铝盐溶液以及碱金属磷酸盐溶液，作为可产生大量沉淀物的物质;
d）若利用生产黄磷的电热还原炉中产生的静电过滤器粉尘，加入钙盐溶液和/或铁盐溶液和/或铝盐溶液作为可产生大量沉淀物的物质;
e）加入可产生大量沉淀物的物质后，将水悬液的PH调至＞8;
f）用含氧化钙的物质调节PH;
g）使用聚丙烯酰胺作絮凝剂;
h）使用磷炉渣作硅酸钙渣。
实施本发明方法的装置包括渣/水混合物进料管、装有浸渍管的料斗以及输出管。其中进料管伸入旋液分离器内;第一管线起于旋液分离器底部排出口，顺着流向与浸渍管连接;第二管线可将从第一容器出来的经过螺杆泵的稠浆送入浸渍管内;第三管线可将从第二容器出来的经过泵的絮凝剂在距第二管线出口端的邻近处送入第二管线，供水管线与第三管线连接。
在本发明的方法中，粉尘中含的污染物是均匀分布于大量的渣料中的，渣料中的在生产黄磷时所产粉尘污染物的浓度大约与所用的粗磷酸盐中的一样高。在户外排料场地的大气条件下，不可能从渣料中溶出任何污染物。
在本发明的方法中，粉尘的水悬浮液含有15-35%（重量）固体物。
在本发明的方法中，为得到水悬浮液稠浆，每公斤固体物含量宜加入100-500克钙盐和/或铝盐和/或铁盐以及200-600克水玻璃和/或碳酸钠和/或磷酸钠。如果水悬浮液中已含有磷酸钠，则每公斤固体物含量必需加入50-150克氢氧化钙。
在本发明的方法中，使用占稠浆中固体物含量0.5-1.5%的絮凝剂。
在本发明的方法中，采用粒状渣料。这种渣料是用大量过量的水急冷熔渣（例如从磷炉或高炉排出的熔渣）得到的，其粒度为0.1-0.6毫米。
在本发明的方法中，如果含污染物粉尘中已经含有水溶性磷酸盐（用电热还原炉生产黄磷时产生的静电过滤器粉尘就是一例），可以不用添加碱金属的磷酸盐。
附图示意性地介绍了实施本发明方法的装置。
熔融硅酸钙渣与水在成粒过程中形成的渣/水混合物（水/渣＝25∶1）经进料管1进入旋液分离器2，由底部排出口出来的具有一定比例的渣/水混合物（例如水∶渣＝2∶1）经第一管线3和浸渍管6进入第一料斗7，渣在料斗7中沉淀，基本不含渣的水溢流到第二料斗4内。来自装有搅拌器的第一容器8的稠浆，用螺杆泵经第二管线10连续泵入料斗7的渣/水混合物中。从装有搅拌器的容器13出来的絮凝剂，经过泵12和第三进料管线11，在距管线10出口端邻近处进入管线10。供水管14在第三管线11与第二管线10连接点的邻近处与第三管线11连接。旋液分离器2分离出的水经管线15进入杯槽16，由此引出管线17，它穿过料斗4的顶盖。含在水中的残渣沉淀以后，水经管线5从料斗4排出。与稠浆混合的渣料，经第一排出管18从料斗7排出;经第二排出管19排出料斗4的渣料。
本发明方法的优点可进一步由以下实例看出。
实例1
本例采用电热还原炉生产黄磷时得到的静电过滤器粉尘，其组成为：P2O5：28%，其中22%为水溶性
SiO2：35% Zn：12%
CaO：8% Cd：1%
Na2O：9% C：1%
K2O：7%
将这种电过滤器粉尘悬浮于水，水用量必须使所得悬浮液的固体物含量为33%（重量）。
将1800升上述悬浮液，800升水和540升氯化钙水溶液（浓度为34%）相继引入容器8（见图），同时搅拌混合，最后加入90公斤氢氧化钙。在这一过程中，由于磷酸钙凝聚而形成稠浆。
在容器13中制成含有1.2%（重量）聚丙烯酰胺（Separan ，DOW产品）的水溶液作为絮凝剂。每小时将由熔渣造粒得到的、含有750立方米水和30吨磷炉渣的水/渣混合物经进料管1送入旋液分离器2。在这一过程中，从混合物脱除足够量的水，使由旋液分离器出来的混合物的水/渣重量比为2∶1。
每小时将由60立方米水和30吨磷炉渣和520升稠浆组成的混合物经浸渍管6导入料斗7，将150升絮凝剂再加500升水稀释后，在稠浆进入浸渍管之前的瞬间加到稠浆中。
含有稠浆固体物的渣料在料斗7底部聚集，过量的水溢流入料斗4，与旋液分离器2由渣料脱出的水一起经管线5排出。大约三小时后，料斗7中含有稠浆的渣料充至浸渍管6的下沿，这时可将其排至运输工具上，送往排放地。
在与稠浆混合之前，磷炉渣的锌含量为0.012%，在送到排放地的渣料中，锌含量为0.05%。考虑到每小时随300升稠浆向30，000公斤渣料中引入100公斤固体物，即12公斤锌，锌含量的增加是合理的。
实例2
用水将50升固体物含量为33%（重量）的静电过滤器粉尘（可溶P2O5含量：9.3%）水悬浮液稀释至100升，然后加入20升硫酸铁（Ⅲ）溶液（浓度为20%）。加入约1.5公斤氢氧化钙后，得到的稠浆的PH保持在10。加入5升含有0.8%（重量）聚丙烯酰胺（Separan 
，Dow产品）的水溶液后，使稠浆与5000公斤润湿的颗粒磷炉渣充分混合。
为检验净化能力，将混合物样品倾入内径6厘米的胶质玻璃柱中，至高度为1米为止。使5升水慢慢流过此柱。由柱中排出的悬浮液的固体物部分为0.12克，即低于随稠浆引入的固体物量的1%。除去固体物后，对清洁的水相进行了分析，分析数据列于后面的表中。
实例3
重复实例2，改动之处在于向静电过滤器粉尘水悬液加入的不是硫酸铁（Ⅲ），而是25升硫酸铝溶液（浓度为20%）。
由柱中得出的悬浮液的固体物部分为0.05克，即低于随稠浆引入的固体物量的1%。除去固体物后，对清洁的水溶液进行分析，分析数据列于后面的表中。
实例4
本例采用燃烧硬煤粉得到的静电过滤器粉尘，其组成为
SiO2：40.8%
Al2O3：31.0%
Fe2O3：8.5%
CaO：3.4%
SO3：0.5%
将上述静电过滤器粉尘悬浮于水，所用水量须使得悬浮液的固体物含量为20%（重量）。
将18升CaCl2溶液（浓度为34%）加到100升悬浮液中，然后加入20升Na2Co3溶液（浓度为20%）。在加入含有0.5%（重量）聚丙烯酰胺（Separan 
，DOW产品）的水溶液后，将所得稠浆与500公斤润湿颗粒磷炉渣充分混合。
为检测净化能力，将混合物样品倾入实例2所述的胶质玻璃柱中，使5升水慢慢流经该柱，由柱排出的悬浮液中的固体物部分低于随稠浆引入的固体物的1%。除去固体物后，对清洁的水相进行分析，分析数据列于下表中。
表
所测得的清洁 （毫克/升）
水相中的元素 实例2 实例3 实例4
F 1 ＜1
AS ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01
Ba ＜0.5 ＜0.5
Cd ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01
Cr ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05
Cu ＜0.05 0.06 0.03
Fe ＜1 ＜1
Mn 0.05 0.08 0.05
Ni ＜0.05 0.07 ＜0.05
Pb ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05
U ＜0.005 ＜0.005 ＜0.005
V ＜1 ＜1
Zn 0.02 0.05 0.05
Claims (11)
1、一种将含有污染物的粉尘，特别是用电热还原炉从粗磷酸盐碎石和焦炭的混合物生产黄磷得到的静电过滤器粉尘(通过将粉尘悬浮于水所得到水悬浮液)转变成可排放形式的方法，所述方法的特征在于：向水悬浮液中加入可产生大量沉淀物的物质以形成稠浆；将稠浆与水/渣比为25-1∶1的湿硅酸钙渣细粉混合；混合前的瞬间向稠浆中加入一种絮凝剂。
2、权利要求1所述的方法，其中钙盐溶液和/或铁盐溶液和/或铝盐溶液以及水玻璃溶液是作为可产生大量沉淀物的物质连续加入的。
3、权利要求1所述的方法，其中钙盐溶液和/或铁盐和/或铝盐溶液以及碱金属碳酸盐溶液是作为可产生大量沉淀物的物质连续加入的。
4、权利要求1的方法，其中钙盐溶液和/或铁盐溶液和/或铝盐溶液以及碱金属磷酸盐溶液是作为可产生大量沉淀物的物质连续加入的。
5、权利要求1所述的方法，其中采用生产黄磷的电热还原炉产生的静电过滤粉尘时，钙盐溶液和/或铁盐溶液和/或铝盐溶液是作为可产生大量沉淀物的物质加入的。
6、权利要求4或5所述的方法，其中在加入可产生大量沉淀物的物质后，将水悬浮液调至PH＞8。
7、权利要求6所述的方法，其中用含氧化钙的物质来调节PH。
8、权利要求1-7所述的任一方法，其中用聚丙烯酰胺作为絮凝剂。
9、权利要求1-8所述的任一方法，其中用磷炉渣作为硅酸钙渣。
10、实施权利要求1-9所述任一方法的装置，包括渣/水混合物的进料管以及装有浸渍管、渣料排出管和排水管的料斗;其中进料管1伸入旋液分离器2内;第一管线3起于旋液分离器2底部排出口，顺着流向与浸渍管6连接;第二管线10可将由第一容器8出来的、经过螺杆泵9的稠浆送入浸渍管6内;第三管线11可将由第二容器13出来的絮凝剂在距第二条管线10出口端邻近处送入第二管线10;水管14与第三管线11连接。
11、权利要求10的装置，其中管线15起于旋液分离器2上部，终止于杯槽16，杯槽16顺着流向与料斗4连接。
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