CN105129822B - 一种处理氯碱生产副产盐泥的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理氯碱生产副产盐泥的系统和方法，它通过该系统将氯碱碳酸钙盐泥首先用盐酸处理，去除其中的碳酸根离子，生成的二氧化碳输送至吸收塔内与烧碱反应生成纯碱用于盐水精制，而溶液可经过添加烧碱调节pH，沉淀酸不溶物和镁离子，经压滤后得到氯化钙清液，可作为膜法除硝冷冻机组的冷媒使用，并用于外销；压滤后得到的废渣，酸不溶物残渣送往水泥厂，氢氧化镁通过高温煅烧得到氧化镁，实现了污染物零排放。

Description

一种处理氯碱生产副产盐泥的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种氯碱碳酸钙盐泥的处理系统及方法，属于氯碱生产工业技术领域。

背景技术

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取烧碱、氯气和氢气，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。在电解法生产烧碱过程中，所用的主要原料是盐水，由于原盐水含有杂质，所以需要对原盐水进行精制除杂，而氯碱盐泥就是氯碱企业在盐水精制过程中产生的废物。

盐水精制过程是为了除去海水或卤水中的杂质而获得高纯的氯化钠溶液。由于海水中经常含有Mg²⁺、Ca²⁺、SO4^2-、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺及石英砂。现代的氯碱厂都用氯化钡沉降SO4^2-离子，之后对BaSO4又进行了回收利用，剩余的离子采用化学沉淀的方法去除，其主要化学反应如下 ：

Mg²⁺+2OH^-= Mg(OH)₂

Ca²⁺+CO3^2-= CaCO₃

Fe²⁺+2OH^-= Fe(OH)₂

2Fe³⁺+6OH^-= 2Fe(OH)₃

2Al³⁺+6OH^-= 2Al(OH)₃

反应完后，过滤提纯氯化钠溶液，过滤的固体废渣压滤后即为盐泥。目前一般把盐泥作填充洼地、铺路等方面用，或者将盐泥与蒸氨废液一起排到渣场混合处理，然后压滤成饼运走堆积，既不利于环保，还浪费运输费用。

由于所用的原盐不同，所得到的盐泥成分含量也不相同，主要以碳酸钙为主的盐泥为碳酸钙盐泥。盐泥中含有大量有效物质，回收利用盐泥，提高氯碱工业盐泥的综合利用率，势在必行。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种综合利用氯碱盐泥的新方法，充分发挥盐泥的潜在价值，为盐泥的综合利用提供经济有效、简单易行的途径。

首先，本发明提供了一种氯碱盐泥的处理系统，它包括反应釜、盐酸配桶、循环槽、吸收塔、板框压滤机和氯化钙储桶，反应釜气体出口与吸收塔气体入口连接，吸收塔入料口与循环槽的连接管道上设置循环泵，盐酸配桶出料口连接反应釜，反应釜出料口连接板框压滤机，板框压滤机出料口分别与氯化钙储桶和反应釜连接，板框压滤机出料口管道上设置转向阀门以控制滤液的走向。

利用上述处理系统，本发明氯碱盐泥的处理方法包括以下步骤：

（1）盐泥通过皮带输送机喂入反应釜中，盐酸配桶将盐酸输入反应釜中与其中的盐泥搅拌反应2～3h，控制反应的pH值为1～4；

（2）向循环槽内加入烧碱，烧碱经循环泵进入吸收塔，步骤（1）反应后产生的CO₂气体进入吸收塔内与烧碱反应生产纯碱溶液，待吸收塔内的气体反应完后，吸收塔内的液体返回循环槽内用于盐水精制工序；

（3）向完成步骤（1）反应的反应釜中加入烧碱调节浆液的pH值为7～8，沉淀铁离子，然后将反应釜中的浆液送入板框压滤机中过滤，沉淀送往水泥厂作为水泥铁配料，滤液返回反应釜中；

（4）再次向反应釜中加入烧碱调节浆液的pH值为9～10，得到白色沉淀氢氧化镁，然后将反应釜中的浆液送入板框压滤机中过滤，沉淀经700℃高温煅烧得到轻质氧化镁，滤液至氯化钙储桶储存，滤液为氯化钙溶液，其中总碱金属氯化物（以NaCl计）质量分数≤11.0%，满足液体氯化钙指标（HGT2327-2004）。

上述的盐酸浓度为22%-29%；所述的烧碱浓度为12%-20%。

上述各步骤中发生的反应方程式包括如下反应：

CaCO₃+2HCl==CaCl₂+H₂O+CO₂

CO₂+2NaOH==Na₂CO₃+H₂O

本发明所处理的氯碱盐泥为宜宾海丰和锐氯碱厂盐水精制过程中所产生的盐泥，通过对该盐泥进行多次组成分析，得到其组分含量（质量百分比）如下表所示：

因此该盐泥可回收利用的部分主要以碳酸钙为主，为碳酸钙盐泥。

本发明将该盐泥首先用盐酸处理，去除其中的碳酸根离子，生成的二氧化碳输送至吸收塔内与烧碱反应生成纯碱用于盐水精制，而溶液可经过添加烧碱调节pH，沉淀酸不溶物和镁离子，经压滤后得到氯化钙清液，可作为膜法除硝冷冻机组的冷媒使用，并用于外销；压滤后得到的废渣，酸不溶物残渣送往水泥厂，氢氧化镁通过高温煅烧得到氧化镁，实现了污染物零排放。

由于烧碱市场的供大于求，烧碱的行情大不如前，为了减少精制盐水所需的纯碱消耗，本发明大胆的提出了用烧碱在吸收塔内吸收盐泥与盐酸反应后生成的二氧化碳气体生成纯碱溶液用于盐水精制的方案。在进行大量资料查阅的情况下，本发明通过控制纯碱和烧碱的含量，纯碱浓度达到16%-20%，烧碱浓度控制0.5-1%后，使生产的纯碱达不到饱和状态，规避了小苏打的产生，同时将生成的纯碱返回到纯碱槽中，足以满足盐水精制所需的纯碱用量，因此得到了适用于盐水精制的烧碱—纯碱混合溶液。本发明将烧碱—纯碱混合溶液用于盐水精制工序，然后又生成碳酸钙盐泥，从而发展出了一套具有宜宾海丰和锐氯碱厂特色的循环利用系统，实现了二氧化碳的回收利用。通过对二氧化碳的回收利用，减少了企业生产的精制费用，提高了市场竞争力，也解决了排放二氧化碳带来的环保压力。

本发明对主要成分含量为碳酸钙的盐泥进行酸解、沉淀、压滤后得到氯化钙溶液，而氯化钙溶液是冷冻机用和制冰用的重要致冷剂，能加速混凝土的硬化和增加建筑砂浆的耐寒能力，是优良的建筑防冻剂，可用作港口的消雾剂和路面集尘剂、织物防火剂。也可以用作铝镁冶金的保护剂、精炼剂。还是生产色淀颜料的沉淀剂，用于废纸加工脱墨，是生产钙盐的原料。在此基础上，将碳酸钙盐泥酸解后产生的二氧化碳气体进行回收再利用，生成纯碱前往盐水作精制剂，再生成碳酸钙盐泥，发展出了一套具有宜宾海丰和锐氯碱厂特色的循环利用系统，大幅度缓解了将盐泥外排堆积造成的环保压力，极大提高了资源的循环利用效率。而且由于本公司的盐泥成分中碳酸钙含量高、杂质少，为公司进入高端氯化钙市场提供了良好的原材料，这为当前严峻形势下的氯碱厂开辟了入新的市场，提供了更为强大的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明处理系统示意图。

图例说明：1、反应釜；2、盐酸配桶；3、循环槽；4、循环泵；5、吸收塔；6、板框压滤机；7、氯化钙储桶；8、转向阀门。

具体实施方式

为了更加清楚的理解本发明的目的、技术方案及有益效果，下面对本发明做进一步的说明，但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。

参见图1，本发明提供的一种氯碱盐泥的处理系统，包括反应釜1、盐酸配桶2、循环槽3、吸收塔5、板框压滤机6和氯化钙储桶7，反应釜1气体出口与吸收塔2气体入口连接，吸收塔2入料口与循环槽3的连接管道上设置循环泵4，盐酸配桶2出料口连接反应釜1，反应釜1出料口连接板框压滤机6，板框压滤机6出料口分别与氯化钙储桶7和反应釜1连接，板框压滤机出料口管道上设置转向阀门8以控制滤液的走向。

下面以具体实施例利用上述处理系统来处理氯碱盐泥，所处理的氯碱盐泥为宜宾海丰和锐氯碱厂盐水精制过程中所产生的碳酸钙盐泥，其组分含量（质量百分比）如下表所示：

实施例1：

（1）将碳酸钙盐泥通过皮带输送机喂入反应釜中，盐酸配桶将浓度为22%-29%的盐酸输入反应釜中与其中的盐泥搅拌反应2h，控制反应的pH值为1～4；

（2）向循环槽内加入浓度为12%-20%的烧碱，烧碱经循环泵进入吸收塔，步骤（1）反应后产生的CO₂气体进入吸收塔内与烧碱反应生产纯碱溶液，待吸收塔内的气体反应完后，吸收塔内的液体返回循环槽内得到烧碱—纯碱溶液用于盐水精制工序，其中混合溶液中纯碱含量为200～260g/L；

（3）向完成步骤（1）反应的反应釜中加入浓度为12%-20%的烧碱调节液的pH值为7～8，沉淀铁离子，然后将反应釜中的酸解液送入板框压滤机中过滤，沉淀送往水泥厂作为水泥铁配料，滤液返回反应釜中；

（4）再次向反应釜中加入浓度为12%-20%的烧碱调节酸解液的pH值为9，得到白色沉淀氢氧化镁，然后将反应釜中的浆液送入板框压滤机中过滤，沉淀经700℃高温煅烧得到轻度氧化镁，滤液至氯化钙储桶储存，滤液为氯化钙溶液，经检测其中总碱金属氯化物（以NaCl计）质量分数≤11.0%，满足液体氯化钙指标（HGT2327-2004）。

实施例2：

（1）将碳酸钙盐泥通过皮带输送机喂入反应釜中，盐酸配桶将浓度为22%-29%的盐酸输入反应釜中与其中的盐泥搅拌反应3h，控制反应的pH值为1；

（2）向循环槽内加入浓度为12%-20%的烧碱，烧碱经循环泵进入吸收塔，步骤（1）反应后产生的CO₂气体进入吸收塔内与烧碱反应生产纯碱溶液，待吸收塔内的气体反应完后，吸收塔内的液体返回循环槽内得到烧碱—纯碱溶液用于盐水精制工序，其中混合溶液中纯碱含量为15%-20%；

（3）向完成步骤（1）反应的反应釜中加入浓度为12%-20%的烧碱调节浆液的pH值为8，沉淀铁离子，然后将反应釜中的浆液送入板框压滤机中过滤，沉淀送往水泥厂作为水泥铁配料，滤液返回反应釜中；

（4）再次向反应釜中加入浓度为12%-20%的烧碱调节酸解液的pH值为9～10，得到白色沉淀氢氧化镁，然后将反应釜中的浆液送入板框压滤机中过滤，沉淀经700℃高温煅烧得到轻度氧化镁，滤液至氯化钙储桶储存，滤液为氯化钙溶液，经检测其中总碱金属氯化物（以NaCl计）质量分数≤11.0%，满足液体氯化钙指标（HGT2327-2004）。

本发明方法每处理1t碳酸钙盐泥，可副产纯碱0.5t、氯化钙0.56t，纯碱可供于盐水精制然后又得到碳酸钙盐泥，实现循环利用；氯化钙用量较少，可用于外销。海丰和锐有限公司氯碱厂年产盐泥3600t（干基），本发明方法将盐泥进行综合利用，大幅度缓解了将盐泥外排堆积造成的环保压力，极大提高了资源的循环利用效率，变废为宝，树立了公司的绿色化工形象。

Claims (5)

1.一种处理氯碱生产副产盐泥的处理系统，其特征在于：包括反应釜、盐酸配桶、循环槽、吸收塔、板框压滤机和氯化钙储桶，反应釜气体出口与吸收塔气体入口连接，吸收塔入料口与循环槽的连接管道上设置循环泵，盐酸配桶出料口连接反应釜，反应釜出料口连接板框压滤机，板框压滤机出料口分别与氯化钙储桶和反应釜连接。

2.一种根据权利要求1所述的处理系统来处理氯碱生产副产盐泥的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将氯碱盐泥放入反应釜中，盐酸配桶将盐酸输入反应釜中与盐泥搅拌反应2～3h，控制反应的pH值为1～4；

（2）向循环槽内加入烧碱，烧碱经循环泵进入吸收塔，步骤（1）反应后产生的气体进入吸收塔内与烧碱反应，待吸收塔内的气体反应完后，液体返回循环槽内用于盐水精制工序；

（3）向完成步骤（1）反应的反应釜中加入烧碱调节浆液的pH值为7～8，然后将反应釜中的浆液送入板框压滤机中过滤，滤液返回反应釜；

（4）再次向反应釜中加入烧碱调节浆液的pH值为9～10，然后将反应釜中的浆液送入板框压滤机中过滤，滤液送至氯化钙储桶储存。

3.根据权利要求2所述的一种处理氯碱生产副产盐泥的方法，其特征在于：所述的盐酸浓度为22%-29%；所述的烧碱浓度为12%-20%。

4.根据权利要求2所述的一种处理氯碱生产副产盐泥的方法，其特征在于：所述步骤（3）经板框压滤机过滤后的沉淀送往水泥厂。

5.根据权利要求2所述的一种处理氯碱生产副产盐泥的方法，其特征在于：所述步骤（4）经板框压滤机过滤后的沉淀经高温煅烧得到氧化镁。