CN105861767B - 快速溶解熔盐氯化渣的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速溶解熔盐氯化渣的方法及其装置。该方法利用所述装置将从熔盐氯化炉中排出的熔融状态的氯化渣直接水淬从而使氯化渣中的熔盐溶解到水中，具体是先将熔盐在水淬池中水淬，将水淬所得的渣浆泵至沉淀池进行沉淀分离，然后将沉渣泵至压滤机压滤，滤饼经洗涤后作为废渣排放，将沉淀分离的上清液溢流至集水箱，集水箱中设置密度计，集水箱中的水密度≥1.20g/ml时排放到粗盐水池备用，密度＜1.20g/ml时泵入水淬池作为水淬熔盐时的循环水使用。本发明利用水淬溶解的方法，能够快速(≤25min)彻底地溶解熔盐氯化渣，与破碎溶浸工艺相比，省略了熔盐罐装、冷却、运输、破碎、搅拌等生产环节，具有投资少、操作简单、运行成本低廉的优点。

Description

快速溶解熔盐氯化渣的方法及其装置

技术领域

本发明的实施方式涉及环保技术领域和四氯化钛生产技术领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种快速溶解熔盐氯化渣的方法及其装置。

背景技术

熔盐氯化、沸腾氯化是四氯化钛的两大生产方法，与沸腾氯化法相比，熔盐氯化法具有原料适应范围广、四氯化钛生产成本低的特点，但污染重。其所排放的熔盐氯化渣成分复杂、含重金属离子、易溶，处理利用困难，目前国内外均采用破碎拌和石灰后堆置或填埋的方式处理，环境危害大，已成为该技术可持续发展的制约因素。

国内外对熔盐氯化渣的资源化处理技术的研究思路均为冷渣破碎—溶浸—苛化沉淀去除高价金属离子—净化制取NaCl或NaCl溶液。由于熔盐氯化渣80％为易溶金属氯化物，易吸潮，破碎、筛分难度较大，且设备腐蚀严重，破碎后的物料溶浸时间长(≥25h)并极易出现夹心而溶浸不透的现象。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种快速溶解熔盐氯化渣的方法及其装置，以期望可以解决熔盐氯化渣资源化处理难度大的问题。

为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：

一种快速溶解熔盐氯化渣的方法，它是将从熔盐氯化炉中排出的熔融状态的氯化渣直接水淬从而使氯化渣中的可溶盐在水淬时溶解。

快速溶解熔盐氯化渣的具体水淬方法包括以下步骤：

(1)从熔盐氯化炉中连续匀速地向水淬池排入熔盐氯化渣，在熔盐氯化渣进入水淬池的端口附近设置喷水设备，按照喷水量和熔盐氯化渣流量的质量比≥30:1的比例对熔盐氯化渣连续进行水淬，直到熔盐氯化炉中的熔盐氯化渣完全排入水淬池；水淬过程中，水淬池中的烟气通过抽气设备送入熔盐氯化炉尾气处理系统；

(2)水淬结束后，满沟冲洗熔盐氯化炉与水淬池之间的排盐通道，然后关闭抽气设备；

(3)将水淬池中的渣浆泵入沉淀池，使渣浆在沉淀池中沉淀，沉淀池中的上清液溢流进入集水箱，检测集水箱中的盐水密度，当盐水密度≥1.20g/ml时，将其排入粗盐水池存储，反之则将其泵入水淬池；

(4)将沉淀池中的底泥泵出后进行压滤，所得滤饼用工业新水洗涤至干基盐分含量＜0.5％后运送至垃圾场，将所得压滤水、滤饼洗涤水泵至水淬池。

上述快速溶解熔盐氯化渣的方法中，步骤(2)满沟冲洗排盐通道的持续时间≥3min。

上述快速溶解熔盐氯化渣的方法中，步骤(2)满沟冲洗排盐通道的水为工业新水和水淬池上清液，并且先用水淬池上清液冲洗后再用工业新水冲洗。满沟冲洗是指冲洗时的水流一直充满所述排盐通道，直到冲洗完毕为止。

上述快速溶解熔盐氯化渣的方法中，步骤(4)所述压滤的设备采用隔膜压滤机。

一种快速溶解熔盐氯化渣的装置，它包括水淬池、沉淀池、集水箱、粗盐水池和压滤机；所述水淬池密封，其下部位于地表以下，池底倾斜，其顶部设置抽气风机，抽气风机的排烟管道与熔盐氯化炉尾气处理系统连通；所述水淬池上部设置一端端口位于地表、另一端端口位于水淬池内部的熔盐排放渣沟，所述熔盐排放渣沟下方设置水循环装置，并在水循环装置的出水端设置水淬喷嘴，将水淬池下部的水循环喷射至水淬池内熔盐排放渣沟的端口附近；所述水淬池的最深处与沉淀池之间通过第一管道连通，所述第一管道上设置渣浆泵；所述沉淀池的池底倾斜，所述沉淀池的最深处与压滤机之间通过第二管道连通，所述第二管道上设置水泵；所述沉淀池上部通过溢流管道连接至集水箱，所述集水箱中部与水淬池中部通过第三管道连通，且第三管道上设置水泵；所述集水箱下部与粗盐水池通过第四管道连通，第四管道上设置阀门，阀门开启时集水箱中的水能够自动排入粗盐水池；所述集水箱内设置密度计。

上述快速溶解熔盐氯化渣的装置中，沉淀池的池底从四周向中部倾斜至其中部位置最深。

上述快速溶解熔盐氯化渣的装置中，水循环装置包括循环泵、进水管和出水管，所述水淬喷嘴设置在出水管的端口上。

上述快速溶解熔盐氯化渣的装置还包括一个集水池，所述压滤机的压滤水和对压滤机压滤所得滤饼的洗涤水均收集至集水池中；所述压滤机为隔膜压滤机。

上述快速溶解熔盐氯化渣的装置中，熔盐排放渣沟上设置冲洗水通道，冲洗水通道上设置阀门。本系统的熔盐排放渣沟对应于上述方法中的排盐通道。

上述快速溶解熔盐氯化渣的装置中，熔盐排放渣沟为地埋式渣沟，熔盐氯化炉的排渣口延伸到所述熔盐排放渣沟内。

下面对本发明的技术方案进行进一步的说明。

本发明所述的熔盐氯化渣是指从熔盐氯化炉中直接排放出来的熔融态的氯化渣。由于熔盐氯化渣中含有大量的可溶盐成分，在其进入水淬池时，用不低于熔盐氯化渣流量总质量30倍的水量对熔盐氯化渣进行水淬，能够使熔盐氯化渣中的可溶盐快速地溶解到水中，如熔盐氯化渣中的Na+、Mg+、Fe+、Cl-等进入水淬池上清液，熔盐氯化渣中的不溶成分如SiO₂、TiO₂、C等沉淀到水淬池池底，并且大量沉淀到水淬池池底最深处。水淬池池底的斜面结构正是为了使不溶成分自动沉淀到其最深处，便于将沉渣泵入沉淀池中。水淬池底部的渣浆被一起泵入沉淀池中进行沉淀分离，其上清液溢流进入集水箱，下部沉淀被泵入隔膜压滤机中压滤后形成滤饼和压滤水。滤饼用水冲洗至含盐量达标后作为废渣排放，压滤水和洗涤滤饼的水中含有一定的盐分，用集水池收集起来，作为工业用水。沉淀池中的上清液溢流进入集水箱后，用密度计测量其密度，当其密度≥1.20g/ml时，说明其含盐量较高，将其排入粗盐水池储存，粗盐水池中的水可以用于提纯其中的物质或者用于工业中对水的含盐量要求不高的流程中；当其密度＜1.20g/ml时，说明其含盐量较低，将其排入水淬池中继续作为水淬循环水利用。

本发明系统的沉淀池底部从四周向中部逐渐倾斜使中部位置最低，这样有利于沉渣全部集中到池底最深处，便于将沉渣泵至压滤机中。

集水箱与粗盐水池之间的位置关系需存在上下落差，这样有利于集水箱中的水利用重力自动排入粗盐水池。集水箱与粗盐水池之间的管道上设置了阀门，当密度计检测到集水箱内的水密度过高时，则开启阀门将水排入粗盐水池中，反之则关闭阀门，将集水箱中的水泵至水淬池中作为循环水利用。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：本发明利用水淬溶解的方法，能够快速(≤25min)彻底地溶解熔盐氯化渣，与破碎溶浸工艺相比，省略了熔盐罐装、冷却、运输、破碎、搅拌等生产环节，具有投资少、操作简单、运行成本低廉的优点。

附图说明

图1为本发明所述快速溶解熔盐氯化渣的装置的结构示意图。

图中，1-水淬池，2-沉淀池，3-集水箱，4-粗盐水池，5-压滤机，6-集水池，7-地表，8-水淬池的池底，9-抽气风机，10-排烟管道，11-熔盐排放渣沟，12-水淬喷嘴，13-第一管道，14-渣浆泵，15-沉淀池的池底，16-第二管道，17-水泵，18-溢流管道，19-第三管道，20-第四管道，21-密度计，22-循环泵，23-进水管，24-出水管出水管，25-熔盐氯化炉，26-排渣口，27-冲洗水通道，28-阀门，29-滤饼。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述快速溶解熔盐氯化渣的装置的结构如图1所示，该装置的结构包括水淬池1、沉淀池2、集水箱3、粗盐水池4和压滤机5。优选的，压滤机为隔膜压滤机。水淬池密封，其下部位于地表7以下，池底8倾斜，其顶部设置抽气风机9，抽气风机9的排烟管道10与熔盐氯化炉25的尾气处理系统连通；水淬池1上部设置一端端口位于地表、另一端端口位于水淬池内部的熔盐排放渣沟11，熔盐排放渣沟11下方设置水循环装置，并在水循环装置的出水端设置水淬喷嘴12，它的作用是将水淬池下部的水循环喷射至水淬池内熔盐排放渣沟的端口附近。熔盐排放渣沟11上设置冲洗水通道27，冲洗水通道上设置阀门28。熔盐排放渣沟11为地埋式渣沟，熔盐氯化炉25的排渣口26延伸到熔盐排放渣沟11内。水循环装置包括循环泵22、进水管23和出水管24，水淬喷嘴12设置在出水管的端口上。水淬池1的最深处与沉淀池2之间通过第一管道13连通，第一管道13上设置渣浆泵14；沉淀池2的池底15倾斜，优选的方案是沉淀池的池底15从四周向中部倾斜至其中部位置最深，沉淀池2的最深处与压滤机5之间通过第二管道16连通，第二管道上设置渣浆泵14；沉淀池2上部通过溢流管道18连接至集水箱3，集水箱3中部与水淬池1中部通过第三管道19连通，且第三管道上设置水泵17；集水箱3下部与粗盐水池4通过第四管道20连通，第四管道20上设置阀门28，阀门28开启时集水箱3中的水能够自动排入粗盐水池4；集水箱3内设置密度计21。该装置还包括一个集水池6，压滤机5的压滤水和对压滤机压滤所得滤饼29的洗涤水均收集至集水池6中。

本发明的采用水淬的方法，直接使熔盐氯化渣中的可溶盐在水淬时快速、大量地溶解到水中。采用上述装置快速溶解熔盐氯化渣的具体实施例如下：

实施例1

从熔盐氯化炉中连续匀速地向水淬池排入熔盐氯化渣(渣水比为1:2.5)，熔盐氯化渣进入水淬池后被熔盐排放渣沟端口附近的喷射水喷射撞击，喷水量和熔盐氯化渣流量的质量比32:1，连续稳定地进行水淬，直到熔盐氯化炉中的熔盐氯化渣完全排入水淬池；水淬过程中，水淬池中的烟气通过抽气设备送入熔盐氯化炉尾气处理系统。水淬结束后，满沟冲洗熔盐氯化炉与水淬池之间的熔盐排放渣沟，持续时间为3min，然后关闭抽气设备。将水淬池中的渣浆泵入沉淀池，使渣浆在沉淀池中沉淀，沉淀池中的上清液溢流进入集水箱，用密度计检测集水箱中的盐水密度，当盐水密度≥1.20g/ml时，将其排入粗盐水池存储，反之则将其泵入水淬池。将沉淀池中的底泥泵出后用隔膜压滤机进行压滤，所得滤饼用工业新水洗涤至干基盐分含量＜0.5％(洗涤时液固比约为3.0:1)后运送至垃圾场，将所得压滤水、滤饼洗涤水泵至水淬池。

水淬完成后，因盐水密度为1.242g/ml，大于1.20g/ml，因此将其排入粗盐水池，粗盐水池中的粗盐水水质见表1。

表1水淬粗盐水水质分析结果

滤饼洗涤完成后所得终渣的组成见表2。

表2终渣分析结果

从表1可以看出，经过水淬后所得的粗盐水中含有大量的可溶盐；从表2可以看出终渣含有的可溶盐含量很低，说明本发明对熔盐氯化炉产生的熔盐溶解彻底。另外，从氯化炉中的熔盐氯化渣开始排入水淬池至水淬结束所用时间为25min，说明本发明的方法和系统能够快速地时间熔盐的溶解。

实施例2

本实施例的具体方法与实施例1基本相同，不同之处在于喷水量和熔盐流量的质量比36:1。

水淬完成后，因盐水密度为1.24g/ml，大于1.20g/ml，因此将其排入粗盐水池，粗盐水池中的粗盐水水质见表3。

表3水淬粗盐水水质分析结果

滤饼洗涤完成后所得终渣的组成见表4。

表4终渣分析结果

本实施例从氯化炉中的熔盐氯化渣开始排入水淬池至水淬结束所用时间为23min。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种快速溶解熔盐氯化渣的方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)从熔盐氯化炉中连续匀速地向水淬池排入熔盐氯化渣，在熔盐氯化渣进入水淬池的端口附近设置喷水设备，按照喷水量和熔盐氯化渣流量的质量比≥30:1的比例对熔盐氯化渣连续进行水淬，直到熔盐氯化炉中的熔盐氯化渣完全排入水淬池；水淬过程中，水淬池中的烟气通过抽气设备送入熔盐氯化炉尾气处理系统；

(2)水淬结束后，满沟冲洗熔盐氯化炉与水淬池之间的排盐通道，然后关闭抽气设备；

(3)将水淬池中的渣浆泵入沉淀池，使渣浆在沉淀池中沉淀，沉淀池中的上清液溢流进入集水箱，检测集水箱中的盐水密度，当盐水密度≥1.20g/ml时，将其排入粗盐水池存储，反之则将其泵入水淬池；

(4)将沉淀池中的底泥泵出后进行压滤，所得滤饼用工业新水洗涤至干基盐分含量＜0.5％后运送至垃圾场，将所得压滤水、滤饼洗涤水泵至水淬池。

2.根据权利要求1所述的快速溶解熔盐氯化渣的方法，其特征在于所述步骤(2)满沟冲洗排盐通道的持续时间≥3min。

3.根据权利要求1所述的快速溶解熔盐氯化渣的方法，其特征在于所述步骤(2)满沟冲洗排盐通道的水为工业新水和水淬池上清液，并且先用水淬池上清液冲洗后再用工业新水冲洗。

4.根据权利要求1所述的快速溶解熔盐氯化渣的方法，其特征在于步骤(4)所述压滤的设备采用隔膜压滤机。

5.一种快速溶解熔盐氯化渣的装置，其特征在于它包括水淬池(1)、沉淀池(2)、集水箱(3)、粗盐水池(4)和压滤机(5)；所述水淬池密封，其下部位于地表(7)以下，池底(8)倾斜，其顶部设置抽气风机(9)，抽气风机的排烟管道(10)与熔盐氯化炉尾气处理系统连通；所述水淬池上部设置一端端口位于地表、另一端端口位于水淬池内部的熔盐排放渣沟(11)，所述熔盐排放渣沟下方设置水循环装置，并在水循环装置的出水端设置水淬喷嘴(12)，将水淬池下部的水循环喷射至水淬池内熔盐排放渣沟的端口附近；所述水淬池的最深处与沉淀池之间通过第一管道(13)连通，所述第一管道上设置渣浆泵(14)；所述沉淀池的池底(15)倾斜，所述沉淀池的最深处与压滤机之间通过第二管道(16)连通，所述第二管道上设置渣浆泵(14)；所述沉淀池上部通过溢流管道(18)连接至集水箱(3)，所述集水箱中部与水淬池中部通过第三管道(19)连通，且第三管道上设置水泵(17)；所述集水箱下部与粗盐水池通过第四管道(20)连通，第四管道上设置阀门(28)，阀门开启时集水箱中的水能够自动排入粗盐水池；所述集水箱内设置密度计(21)。

6.根据权利要求5所述的快速溶解熔盐氯化渣的装置，其特征在于所述沉淀池的池底从四周向中部倾斜至其中部位置最深。

7.根据权利要求5所述的快速溶解熔盐氯化渣的装置，其特征在于所述水循环装置包括循环泵(22)、进水管(23)和出水管(24)，所述水淬喷嘴(12)设置在出水管的端口上。

8.根据权利要求5所述的快速溶解熔盐氯化渣的装置，其特征在于还包括一个集水池(6)，所述压滤机的压滤水和对压滤机压滤所得滤饼(29)的洗涤水均收集至集水池中；所述压滤机为隔膜压滤机。

9.根据权利要求5所述的快速溶解熔盐氯化渣的装置，其特征在于所述熔盐排放渣沟(11)为地埋式渣沟，熔盐氯化炉(25)的排渣口(26)延伸到所述熔盐排放渣沟内；所述熔盐排放渣沟(11)上设置冲洗水通道(27)，冲洗水通道上设置阀门(28)。