CN105107830A - 处理沸腾氯化废渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理沸腾氯化废渣的方法，所述氯化废渣含有选自氯化铁、氯化锰、氯化镁、氯化镍和氯化铬中的至少一种，所述方法包括：(1)将所述氯化废渣通过管道排至密闭中间渣仓；(2)将所述氯化废渣经所述第一氯化废渣出口排至至少一个密闭式输送机；以及(3)将所述氯化废渣经所述第二氯化废渣出口排至至少一个密闭式搅拌罐，并向所述密闭式搅拌罐中供给石灰乳，以便使得氯化废渣中的氯化物与所述石灰乳反应生成沉淀，得到膏状混合物。该方法可以有效解决沸腾氯化废渣处理过程中产生废水较多，处理工艺流程长等问题。
Description
技术领域
本发明属于冶金及化工技术领域，具体而言，本发明涉及一种处理沸腾氯化废渣的方法。
背景技术
沸腾氯化技术是生产氯化法钛白粉和海绵钛的主流氯化技术，其主要反应过程是将富钛料、石油焦、氯化钠按配比加入氯化炉，氯气从炉底通入，在一定的温度下，上述各物料发生化学反应，主产品为TiCl4，所得产物通过旋风收尘器进行气固分离后，TiCl4气体进入后续冷凝、精制系统，而FeCl3、MnCl2等金属氯化物及被少量带出的细颗粒富钛料、石油焦都进入渣相被收集下来。不论是上排渣技术还是传统的下排渣技术，其渣处理工艺流程都是湿法，即先往渣中加入稀盐酸进行打浆，将渣中的金属氯化物溶解进入液相，然后通过第一次压滤，分离出富钛料、石油焦不溶性渣，此部分渣称为惰性渣，液相部分再加入石灰乳中和沉淀，经过第二次压滤生成氢氧化物渣和CaCl2废水，氢氧化物渣进行填埋，CaCl2废水因含有大量氯离子不能直接外排，需采用蒸发结晶方式才能环保达标。以6万吨每年沸腾氯化法钛白粉生产为例，每小时产生惰性渣2.5吨，氢氧化物渣3.8吨，CaCl2废水8吨左右，废水还需消耗大量热能进行蒸发处理才能达到环保要求。
因此，现有的处理沸腾氯化废渣的技术有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理沸腾氯化废渣的方法，该方法可以有效解决沸腾氯化废渣处理过程中产生废水较多，处理工艺流程长等问题。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理沸腾氯化废渣的方法，所述氯化废渣含有选自氯化铁、氯化锰、氯化镁、氯化镍和氯化铬中的至少一种，所述方法包括：
(1)将所述氯化废渣通过管道排至密闭中间渣仓，所述密闭中间渣仓具有第一氯化废渣入口和第一氯化废渣出口；
(2)将所述氯化废渣经所述第一氯化废渣出口排至至少一个密闭式输送机，所述密闭式输送机具有第二氯化废渣入口和第二氯化废渣出口，所述第二氯化废渣入口与所述第一氯化废渣出口相连；以及
(3)将所述氯化废渣经所述第二氯化废渣出口排至至少一个密闭式搅拌罐，并向所述密闭式搅拌罐中供给石灰乳，以便使得氯化废渣中的氯化物与所述石灰乳反应生成沉淀，得到膏状混合物，所述密闭式搅拌罐具有石灰乳入口、第三氯化废渣入口和膏状混合物出口，所述第三氯化废渣入口与所述第二氯化废渣出口相连。
根据本发明实施例的处理沸腾氯化废渣的方法可以实现对氯化废渣的干法处理，从而可以省去制浆、压滤等一系列操作，进而可以有效解决沸腾氯化废渣处理过程中产生废水较多，处理工艺流程长等问题，同时通过在整个工艺中采用密闭的装置，使得氯化废渣在输送过程中避免与空气中水接触，从而有效避免氯化废渣中的氯化物吸水气而变粘稠，并且使得氯化废渣中氯化物溶解于石灰乳本身的水分中并与石灰乳进行反应，从而使得氯化废渣中重金属以沉淀形式存在，进而达到氯化废渣无害化处理的目的，与传统湿法处理氯化废渣工艺相比较，采用本发明的方法可以明显节省处理成本。
另外，根据本发明上述实施例的处理沸腾氯化废渣的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，以CaO计，所述石灰乳的质量浓度为8～20％。由此，可以有效利用石灰乳中的水分溶解氯化废渣中的氯化物，从而可以有效解决传统氯化废渣处理工艺中产生废水较多的问题。
在本发明的一些实施例中，在步骤(3)中，所述氯化废渣与所述石灰乳中的CaO质量比为3～6：1。由此，可以提高氯化废渣的处理效率。
在本发明的一些实施例中，所述膏状混合物的pH值为6～10。由此，可以实现氯化废渣的无害化排放。
在本发明的一些实施例中，所述密闭中间渣仓、密闭式输送机和密闭式搅拌罐的至少之一设置有废气排放装置。由此，既可以保持系统中气压平衡，又可以对氯化废渣中夹带的氯化氢和氯气进行回收处理，从而有效降低后续对废渣的处理压力。
在本发明的一些实施例中，所述处理沸腾氯化废渣的方法进一步包括：(4)将所述废气排放装置得到的含有氯气和氯化氢的废气供给至洗涤装置进行洗涤处理。由此，可以有效回收氯化废渣中夹带的氯化氢和氯气，并且降低环境污染。
在本发明的一些实施例中，所述密闭中间渣仓、密闭式输送机和密闭式搅拌罐的至少之一设置有助吹装置。由此，可以保证氯化废渣顺利运输。
在本发明的一些实施例中，在所述第一氯化废渣出口与所述第二氯化废渣入口之间和/或所述第二氯化废渣出口与所述第三氯化废渣入口之间设置有至少一个密封阀门。由此，可以有效避免密闭式搅拌罐中产生的酸性水汽反串至密闭式输送机和密闭中间渣仓，从而保持系统的稳定运行。
在本发明的一些实施例中，在所述第一氯化废渣出口与所述第二氯化废渣入口之间和/或所述第二氯化废渣出口与所述第三氯化废渣入口之间设置有压力平衡管道及控压阀门。由此，可以进一步保证氯化废渣顺利运输。
在本发明的一些实施例中，在所述第一氯化废渣出口处设置有至少一个旋转下料阀。由此，可以显著提高氯化废渣的处理效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的处理沸腾氯化废渣的方法流程示意图；
图2是实施本发明一个实施例的处理沸腾氯化废渣的方法的处理沸腾氯化废渣的系统结构示意图；
图3是根据本发明又一个实施例的处理沸腾氯化废渣的方法流程示意图；
图4是实施本发明一个实施例的处理沸腾氯化废渣的方法的处理沸腾氯化废渣的系统流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理沸腾氯化废渣的方法。根据本发明的实施例，氯化废渣可以含有选自氯化铁、氯化锰、氯化镁、氯化镍和氯化铬中的至少一种及石油焦和TiO2含量在89wt％以上的细颗粒富钛料。下面参考图1-4对本发明实施例的处理沸腾氯化废渣的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：
S100：将氯化废渣通过管道排至密闭中间渣仓
根据本发明的实施例，将氯化废渣通过管道排至密闭中间渣仓，从而可以将从上排渣收尘器和/或下排渣口得到的氯化废渣进行储存。发明人发现，通过采用密闭中间渣仓，可以使得氯化废渣在输送过程中避免与空气中水接触，从而有效避免氯化废渣中的氯化物吸水气而变粘稠导致的输送困难。由此，可以保持后续处理废渣的连续性。
如图2所示，根据本发明的实施例，密闭中间渣仓100具有第一氯化废渣入口101和第一氯化废渣出口102。
根据本发明的实施例，在第一氯化废渣出口102处可以设置有至少一个旋转下料阀103。由此，可以实现均匀下料，从而进一步保持处理废渣的连续性。
S200：将氯化废渣经第一氯化废渣出口排至至少一个密闭式输送机
根据本发明的实施例，将氯化废渣经第一氯化废渣出口排至至少一个密闭式输送机200，从而将密闭中间渣仓中的氯化废渣输送至后续处理设备中。发明人发现，采用密闭式输送机可以进一步避免氯化废渣中的氯化物吸水气而变粘稠导致的输送困难，从而进一步保持处理废渣的连续性。
根据本发明的实施例，密闭式输送机200具有第二氯化废渣入口201和第二氯化废渣出口202，根据本发明的具体实施例，第二氯化废渣入口201与第一氯化废渣出口102相连。
S300：将氯化废渣经第二氯化废渣出口排至至少一个密闭式搅拌罐，并向密闭式搅拌罐中供给石灰乳
根据本发明的实施例，将氯化废渣经第二氯化废渣出口排至至少一个密闭式搅拌罐，并向密闭式搅拌罐中供给石灰乳，从而使得氯化废渣中的氯化物与石灰乳反应生成沉淀，得到膏状混合物，从而可以得到无害化氯化废渣。
根据本发明的实施例，密闭式搅拌罐300的具有石灰乳入口301、第三氯化废渣入口302和膏状混合物出口303，根据本发明的具体实施例，第三氯化废渣入口302与第二氯化废渣出口202相连。
根据本发明的实施例，石灰乳的浓度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，以CaO计，石灰乳的质量浓度可以为8～20％。发明人发现，若石灰乳的质量浓度过高会导致其流动性较差难以加入，而石灰乳的质量浓度过低，会产生大量的废水，从而造成处理成本的升高。由此，选择石灰乳质量浓度为8～20％既可以保证石灰乳与氯化废渣中的氯化物充分接触，又可以避免产生大量的废水。
根据本发明的实施例，氯化废渣与石灰乳的混合比例并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，氯化废渣与石灰乳中的CaO质量比可以为3～6：1。发明人发现，若氯化废渣与石灰乳中的CaO质量比过高会造成过量的中和废渣，而氯化废渣与石灰乳中的CaO质量比过低，导致废渣不能完全中和。由此，选择本发明的混合比例范围可以保证氯化废渣中和完全，从而可以实现氯化废渣的无害化排放。
根据本发明的实施例，膏状混合物的pH值并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，膏状混合物的pH可以为6～10。由此，可以有效实现氯化废渣的无害化排放。
该步骤中，具体的，氯化废渣中的金属氯化物溶于石灰乳的水分中，并与石灰乳发生反应，化学反应方程式如下：
3Ca(OH)2+2FeCl3＝3CaCl2+2Fe(OH)3↓
Ca(OH)2+MgCl2＝CaCl2+Mg(OH)2↓
Ca(OH)2+MnCl2＝CaCl2+Mn(OH)2↓
Ca(OH)2+NiCl2＝CaCl2+Ni(OH)2↓
3Ca(OH)2+2CrCl3＝3CaCl2+2Cr(OH)3↓
由此，可以将可溶性游离金属离子以氢氧化物形式沉淀下来，防止重金属离子在自然环境中扩散，从而的达到将危险废物固化处理的目的。
根据本发明的实施例，密闭中间渣仓100、密闭式输送机200和密闭式搅拌罐300的至少之一设置有废气排放装置400，根据本发明的具体实施例，密闭中间渣仓100、密闭式输送机200和密闭式搅拌罐300均可以设置有废气排放装置400。由此，既可以保持系统中气压平衡，又可以对氯化废渣中夹带的氯化氢和氯气进行回收处理，从而有效降低后续对废渣的处理压力。
根据本发明的实施例，密闭中间渣仓100、密闭式输送机200和密闭式搅拌罐300的至少之一设置有助吹装置500，根据本发明的具体实施例，密闭中间渣仓100、密闭式输送机200和密闭式搅拌罐300均可以设置有助吹装置500。由此，可以保证氯化废渣顺利运输。
根据本发明的实施例，在第一氯化废渣出口102与第二氯化废渣入口201之间和/或第二氯化废渣出口202与第三氯化废渣入口302之间可以设置有至少一个密封阀门(未示出)。由此，通过一个或多个密封阀门的关闭组合，可以有效防止密闭式搅拌罐中因中和产生的酸性水汽反串至密闭中间渣仓和密闭式输送机中，从而保持系统的稳定运行。
根据本发明的实施例，在第一氯化废渣出口102与第二氯化废渣入口201之间和/或第二氯化废渣出口202与第三氯化废渣入口302之间可以设置有压力平衡管道及控压阀门(未示出)。具体的，通过控压阀门的开闭来调节各设备间的气压，以保证氯化废渣运输过程中，密闭中间渣仓压力高于密闭式输送机压力，密闭式输送机压力高于搅拌罐压力，从而可以进一步保持系统的稳定运行。
根据本发明实施例的处理沸腾氯化废渣的方法可以实现对氯化废渣的干法处理，从而可以省去制浆、压滤等一系列操作，进而可以有效解决沸腾氯化废渣处理过程中产生废水较多，处理工艺流程长等问题，同时通过在整个工艺中采用密闭的装置，使得氯化废渣在输送过程中避免与空气中水接触，从而有效避免氯化废渣中的氯化物吸水气而变粘稠，并且使得氯化废渣中氯化物溶解于石灰乳的水分中并与石灰乳进行反应，从而使得氯化废渣中重金属以沉淀形式存在，进而达到氯化废渣无害化处理的目的，与传统湿法处理氯化废渣工艺相比较，采用本发明的方法可以明显节省处理成本。
参考图3-4，根据本发明的实施例，本发明的处理沸腾氯化废渣的方法进一步包括：
S400：将废气排放装置得到的含有氯气和氯化氢的废气供给至洗涤装置进行洗涤处理
根据本发明的实施例，将废气排放装置得到的含有氯气和氯化氢的废气供给至洗涤装置600进行洗涤处理，从而可以对氯化废渣中夹带的氯化氢和氯气进行有效回收，并且降低环境污染。
具体的，密闭式输送机和密闭式搅拌罐的数量要求与第一氯化废渣出口处的旋转下料阀相匹配，由此，可以进一步保证系统连续性运行。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例
采用旋风收尘器将无筛板沸腾氯化炉通过上排渣方式得到的物料进行气固分离，TiCl4气体进入冷凝工序，FeCl3、MnCl2等沸点比TiCl4高的气体在旋风收尘器中冷凝下来并将其输送至密闭中间渣仓，同时部分被气体带出的细颗粒富钛料及石油焦颗粒也一同落入容积为20m3的密闭中间渣仓并与金属氯化物混合得到混合干渣即氯化废渣(具体成分如表1所示)(混合干渣产生量为4t/h)，然后混合干渣通过密闭中间渣仓底部旋转下料阀进入密闭式输送机(下料速度为4t/h)，然后通过密闭式输送机将氯化干渣以4t/h输送速度输送至密闭式搅拌罐中与石灰乳进行混合，其中，石灰乳质量浓度以CaO计为15wt％，流量为6t/h，氯化干渣与CaO质量比值为4.5，二者加料达到搅拌罐设定的液位后停止加料，通过控制渣和石灰乳的加入量进行调节混合控制混合溶液pH，至最终pH在6～10，然后将所得无害化废渣(具体成分如表2所示)通过搅拌罐底部排渣阀进行卸料至渣车，由渣车运至渣场填埋。
表1氯化废渣各成分含量
| 检测因子 | 单位 | 范围(≤) |
| 铜(Cu) | mg/L | 100 |
| 锌(Zn) | mg/L | 100 |
| 镉(Cd) | mg/L | 1 |
| 铅(Pb) | mg/L | 5 |
| 总铬(TCr) | mg/L | 15 |
| 六价铬(Cr6+) | mg/L | 5 |
| 汞(Hg) | mg/L | 0.1 |
| 铍(Be) | mg/L | 0.02 |
| 钡(Ba) | mg/L | 100 |
| 镍(Ni) | mg/L | 5 |
| 总银(TAg) | mg/L | 5 |
| 砷(As) | mg/L | 5 |
| 硒(Se) | mg/L | 1 |
表2无害化废渣各成分含量
| 检测因子 | 单位 | 检测结果 |
| 铜(Cu) | mg/L | ＜0.02 |
| 锌(Zn) | mg/L | ＜0.02 |
| 镉(Cd) | mg/L | ＜0.02 |
| 铅(Pb) | mg/L | ＜0.05 |
| 总铬(TCr) | mg/L | ＜0.02 |
| 六价铬(Cr6+) | mg/L | ＜0.004 |
| 汞(Hg) | mg/L | ＜0.0005 |
| 铍(Be) | mg/L | ＜0.001 |
| 钡(Ba) | mg/L | 0.0086 |
| 镍(Ni) | mg/L | ＜0.05 |
| 总银(TAg) | mg/L | ＜0.02 |
| 砷(As) | mg/L | 0.0010 |
| 硒(Se) | mg/L | ＜0.05 |
结论：采用《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB/T5085.3-2007)标准进行评判，采用本发明的处理沸腾氯化废渣的系统得到的无害化废渣属于一般废弃物，不属于危险废物。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种处理沸腾氯化废渣的方法，所述氯化废渣含有选自氯化铁、氯化锰、氯化镁、氯化镍和氯化铬中的至少一种，其特征在于，所述方法包括：
(1)将所述氯化废渣通过管道排至密闭中间渣仓，所述密闭中间渣仓具有第一氯化废渣入口和第一氯化废渣出口；
(2)将所述氯化废渣经所述第一氯化废渣出口排至至少一个密闭式输送机，所述密闭式输送机具有第二氯化废渣入口和第二氯化废渣出口，所述第二氯化废渣入口与所述第一氯化废渣出口相连；以及
(3)将所述氯化废渣经所述第二氯化废渣出口排至至少一个密闭式搅拌罐，并向所述密闭式搅拌罐中供给石灰乳，以便使得氯化废渣中的氯化物与所述石灰乳反应生成沉淀，得到膏状混合物，所述密闭式搅拌罐具有石灰乳入口、第三氯化废渣入口和膏状混合物出口，所述第三氯化废渣入口与所述第二氯化废渣出口相连。
2.根据权利要求1所述的处理沸腾氯化废渣的方法，其特征在于，在步骤(3)中，以CaO计，所述石灰乳的质量浓度为8～20％。
3.根据权利要求2所述的处理沸腾氯化废渣的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述氯化废渣与所述石灰乳中的CaO质量比为3～6：1。
4.根据权利要求3所述的处理沸腾氯化废渣的方法，其特征在于，所述膏状混合物的pH值为6～10。
5.根据权利要求1所述的处理沸腾氯化废渣的方法，其特征在于，所述密闭中间渣仓、密闭式输送机和密闭式搅拌罐的至少之一设置有废气排放装置。
6.根据权利要求1所述的处理沸腾氯化废渣的方法，其特征在于，进一步包括：
(4)将所述废气排放装置得到的含有氯气和氯化氢的废气供给至洗涤装置进行洗涤处理。
7.根据权利要求1所述的处理沸腾氯化废渣的方法，其特征在于，所述密闭中间渣仓、密闭式输送机和密闭式搅拌罐的至少之一设置有助吹装置。
8.根据权利要求1所述的处理沸腾氯化废渣的方法，其特征在于，在所述第一氯化废渣出口与所述第二氯化废渣入口之间和/或所述第二氯化废渣出口与所述第三氯化废渣入口之间设置有至少一个密封阀门。
9.根据权利要求1所述的处理沸腾氯化废渣的方法，其特征在于，在所述第一氯化废渣出口与所述第二氯化废渣入口之间和/或所述第二氯化废渣出口与所述第三氯化废渣入口之间设置有压力平衡管道及控压阀门。
10.根据权利要求1所述的处理沸腾氯化废渣的方法，其特征在于，在所述第一氯化废渣出口处设置有至少一个旋转下料阀。
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