CN108585012B - 一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的工艺及生产线 - Google Patents

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Abstract

一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的工艺及生产线，包括氯化钙产生设备、氢氧化铝产生设备、回收料产生设备。通过将白泥、工业废盐酸、废碱、铝灰、电石渣这些废弃物综合利用以生成应用范围广的氯化钙和氢氧化铝，实现了变废为宝,化害为利,能够治理污染、改善环境,释放出被占用的土地资源,而且可以为人们创造优美环境,促进人与自然和谐统一的生态环境，并且具有良好的经济效益，广阔的市场增长。

Description

一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的工艺及生产线
技术领域
本发明涉及废弃物回收利用领域，尤其是指一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的工艺及生产线。
背景技术
白泥来源有两种，一是纯碱生产过程中，用氨碱法制碱中会产生大量的废液，废液经压滤后产生的碱渣俗称白泥。另一种造纸制浆生产过程中产生黑液经碱回收技术处理后，将石灰加入绿液中进行苛化反应，得到白色的沉淀物，即为白泥。造纸白泥反应如下：
Na2CO3+ CaO+ H2O =2NaOH+ CaCO3 ↓
其主要化学组分为：
项目 CaO MgO Fe2O3 Al2O3 SiO2 烧矢量
比例（%） 44.4-51.9 0.55-1.75 0.17-1.2 0.46-1.4 3.38-11 31.49-43
据国家统计每年产生600万吨以上白泥，许多白泥自然堆放或填埋，势必增加空气中的粉尘含量，或造成土壤和地下水环境污染。因此，白泥的处理问题一直制约着纯碱工业和制浆造纸进一步发展，需要我们致力于攻克的一大难题。
工业盐酸是化学工业重要原料之一，广泛用于化工原料、染料、医药、食品、印染、皮革、制糖、冶金等行业，还用于离子交换树脂的再生以及电镀、金属表面的清洗剂，因此工业盐酸的需求量非常之大，从而存在工业废盐酸的排放问题，而若把工业废盐酸直接排放，将对排放地区造成严重的环境污染。
废碱液是在石油化工生产过程中，因采用NaOH溶液吸收H2S、碱洗油品和裂解气而产生的含有大量污染物的废液。由于含有硫化物和硫醇等无机和有机硫化物，因而废碱液具有难闻的恶臭气味。废碱液具有强碱性，若不经适当的预处理，高浓度的废碱液进入污水生化处理系统后，会抑制微生物的生长繁殖，严重时可使微生物大量死亡，从而影响污水处理场的正常运行和总排废水的达标排放。
铝灰是在铝冶炼、成型过程中会产生多种副产品。其产生于所有铝发生熔融的工序，其中的铝含量约占铝生产使用过程中总损失量的1~12%。以往，人们把铝渣看做废渣而堆弃，此举不仅造成铝资源浪费还会带来环境问题。因此，寻找经济有效的方法加以利用和治理铝灰，不仅将提高铝行业的经济效益，在实现资源的有效循环利用的同时，还将对实现经济、社会的可持续发展产生重要的影响。
电石渣，是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。1t电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10t含固量约12%的工业废液，俗称电石渣浆。有效利用电石废渣，不但能带来良好的经济效益、环境效益和社会效益，而且能实现变废为宝。但是目前的回收利用方法尚无法完成对其的充分利用。
氯化钙，一种由氯元素和钙元素组成的盐，化学式为CaCl2。微苦，无味。它是典型的离子型卤化物，室温下为白色、硬质碎块或颗粒。它常见应用包括制冷设备所用的盐水、道路融冰剂和干燥剂。因为它在空气中易吸收水分发生潮解[5]，所以无水氯化钙必须在容器中密封储藏。氯化钙及其水合物和溶液在食品制造、建筑材料、医学和生物学等多个方面均有重要的应用价值。氯化钙对氨具有突出的吸附能力和低的脱附温度，在合成氨吸附分离方面具有很大的应用前景。
氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。使用范围：热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。同时，氢氧化铝也是电解铝行业所必需氟化铝的基础原料，在该行业氢氧化铝也是得到非常广泛应用。
现有技术中，不存在一项技术能够将白泥、工业废盐酸、废碱、铝灰、电石渣这些废弃物综合利用以生成应用范围广的氯化钙和氢氧化铝。
发明内容
本发明提供一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的工艺及生产线，其主要目的在于克服现有技术无法将白泥、工业废盐酸、废碱、铝灰、电石渣这些废弃物综合利用以生成应用范围广的氯化钙和氢氧化铝的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的工艺，包括以下步骤：
1)按重量份数比取0.9～1.1份白泥或者步骤4产生的回收碳酸钙、2.2～2.3份浓度30%的工业废盐酸，将二者输送至第一反应釜中混合搅拌，搅拌完后，将该第一反应釜中的混合物传送至第一压滤机中进行固液分离，获得滤渣和氯化钙溶液，将该氯化钙溶液通过喷雾干燥机进行干燥获得1.05～1.15份无水氯化钙；
2)按重量份数比取0.9～1.1份铝灰、6.8～7.2份含碱20%的废碱液或步骤4产生的回收碱，将二者输送至第二反应釜中混合搅拌，搅拌完后，将该第二反应釜中的混合物传送至第二压滤机中进行固液分离，获得滤渣和0.36～0.40份四羟基合铝酸钠溶液，之后将该四羟基合铝酸钠溶液输送至碳分罐中；
3)步骤1中，所述第一反应釜内的反应能够产生0.3～0.5份的二氧化碳，将该二氧化碳排放至所述碳分罐中与其内的四羟基合铝酸钠溶液反应并制得5.3～6.9份浓度为20%的碳酸钠溶液和0.06～0.07份的沉淀氢氧化铝，取出该沉淀氢氧化铝进行改性干燥处理，制得活性氢氧化铝；
4)取出步骤3制得的碳酸钠溶液，并将其输送至第三反应釜中，再往该第三反应釜中加入0.9～1.1份的电石渣，混合搅拌后将该第三反应釜中的混合物传送至第三压滤机中进行固液分离，获得1.25～1.45份的沉淀碳酸钙和5.0～6.0份浓度为20%的氢氧化钠溶液；该沉淀碳酸钙可作为步骤1中的回收碳酸钙使用，该氢氧化钠溶液可作为步骤2中的回收碱使用。
进一步的，所述第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜均为耐酸碱反应釜。
一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的生产线，包括
氯化钙产生设备：其包括用于混合搅拌白泥或回收碳酸钙、工业废盐酸的第一反应釜、连接该第一反应釜出料端的第一压滤机、连接该第一压滤机出料端的氯化钙溶液料仓以及喷雾干燥机；
氢氧化铝产生设备：其包括用于混合搅拌铝灰、废碱液或回收碱的第二反应釜、连接该第二反应釜出料端的第二压滤机、连接该第二压滤机出料端的铝酸钠溶液料仓、连接该铝酸钠溶液料仓出料端的碳分罐、连接该碳分罐出料端的氢氧化铝料仓、连接该碳分罐出料端的碳酸钠溶液料仓；
回收料产生设备：其包括用于混合搅拌碳酸钠溶液、电石渣的第三反应釜、连接该第三反应釜出料端的第三压滤机、连接该第三压滤机出料端的碳酸钙料仓、连接该第三压滤机出料端的氢氧化钠溶液料仓；
所述第一反应釜的二氧化碳出气端连接所述碳分罐，所述碳酸钠溶液料仓出料端连接所述第三反应釜，所述碳酸钙料仓出料端连接所述第一反应釜，所述氢氧化钠溶液料仓出料端连接所述第二反应釜。
进一步的，所述第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜均为耐酸碱反应釜。
进一步的，还包括一尾气收集装置，该尾气收集装置连接所述第二反应釜的出气端。
和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:
本发明通过将白泥、工业废盐酸、废碱、铝灰、电石渣这些废弃物综合利用以生成应用范围广的氯化钙和氢氧化铝，实现了变废为宝,化害为利,能够治理污染、改善环境,释放出被占用的土地资源,而且可以为人们创造优美环境,促进人与自然和谐统一的生态环境，并且具有良好的经济效益，广阔的市场增长。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明的流程框图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
参照图1、图2。一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的生产线，包括氯化钙产生设备1、氢氧化铝产生设备2、回收料产生设备3。其中，
氯化钙产生设备1包括用于混合搅拌白泥或回收碳酸钙、工业废盐酸的第一反应釜11、连接该第一反应釜11出料端的第一压滤机12、连接该第一压滤机12出料端的氯化钙溶液料仓13以及喷雾干燥机14；具体使用为：将白泥或回收碳酸钙、工业废盐酸二者分别传送至第一反应釜11中混合搅拌，再将该二者混合物从第一反应釜11传送至第一压滤机12进行固液分离，获得滤渣和放置在氯化钙溶液料仓13内的氯化钙溶液，再将该氯化钙溶液传送至喷雾干燥机14进行干燥获得无水氯化钙，该无水氯化钙可直接包装出售。
氢氧化铝产生设备2包括用于混合搅拌铝灰、废碱液或回收碱的第二反应釜21、连接该第二反应釜21出料端的第二压滤机22、连接该第二压滤机22出料端的铝酸钠溶液料仓23、连接该铝酸钠溶液料仓23出料端的碳分罐24、连接该碳分罐24出料端的氢氧化铝料仓25、连接该碳分罐出料端的碳酸钠溶液料仓26；具体使用为：将铝灰、废碱液或回收碱二者分别传送至第二反应釜21中混合搅拌，再将该二者混合物从第二反应釜21传送至第二压滤机22进行固液分离，获得滤渣和放置在铝酸钠溶液料仓23内的四羟基合铝酸钠溶液，再将该四羟基合铝酸钠溶液传送至碳分罐24中，同时将第一反应釜11产生的二氧化碳排放至碳分罐24中，获得放置于氢氧化铝料仓25中的沉淀氢氧化铝和放置于碳酸钠溶液料仓26中的碳酸钠溶液；之后将该沉淀氢氧化铝进行改性干燥处理，获得活性氢氧化铝。
回收料产生设备3包括用于混合搅拌碳酸钠溶液、电石渣的第三反应釜31、连接该第三反应釜31出料端的第三压滤机32、连接该第三压滤机32出料端的碳酸钙料仓33、连接该第三压滤机32出料端的氢氧化钠溶液料仓34；具体使用为：将碳酸钠溶液料仓26中的碳酸钠溶液、电石渣二者分别传送至第三反应釜31中混合搅拌，再将该二者混合物从第三反应釜31传送至第三压滤机32进行固液分离，获得放置于碳酸钙料仓33中的碳酸钙和放置于氢氧化钠溶液料仓34中的氢氧化钠溶液。
第一反应釜11的二氧化碳出气端连接碳分罐24从而能够将二氧化碳排放至碳分罐24内；碳酸钠溶液料仓26出料端连接第三反应釜31从而能够用于制备回收料；碳酸钙料仓33出料端连接第一反应釜11从而能够将碳酸钙回收至第一反应釜11内用于制备无水氯化钙；氢氧化钠溶液料仓34出料端连接第二反应釜21从而能够将氢氧化钠溶液回收至第二反应釜21内用于制备活性氢氧化铝。
参照图1、图2。具体的，第一反应釜11、第二反应釜21、第三反应釜31均为耐酸碱反应釜。耐酸碱反应釜能耐各种浓度的无机酸、有机酸、有机溶剂及弱碱的腐蚀（氢氟酸、含氟离子的介质、浓度≥180℃浓磷酸和强碱除外）。因此特别适用于本发明。碳分罐24用于供二氧化碳与四羟基合铝酸钠反应，其能够容纳四羟基合铝酸钠溶液，并且能够将来自回转窑11的二氧化碳输送至四羟基合铝酸钠溶液中与四羟基合铝酸钠反应。
参照图1、图2。本发明还包括一尾气收集装置4，该尾气收集装置连接第二反应釜21的出气端，大大降低了本发明工作时对环境污染。
参照图1、图2。一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的工艺，包括以下步骤：
1)按重量份数比取0.9～1.1份白泥或者步骤4产生的回收碳酸钙、2.2～2.3份浓度30%的工业废盐酸，将二者输送至第一反应釜11中混合搅拌，搅拌完后，将该第一反应釜11中的混合物传送至第一压滤机12中进行固液分离，获得滤渣和氯化钙溶液，将该氯化钙溶液通过喷雾干燥机14进行干燥获得1.05～1.15份无水氯化钙；
2)按重量份数比取0.9～1.1份铝灰、6.8～7.2份含碱20%的废碱液或步骤4产生的回收碱，将二者输送至第二反应釜21中混合搅拌，搅拌完后，将该第二反应釜21中的混合物传送至第二压滤机22中进行固液分离，获得滤渣和0.36～0.40份四羟基合铝酸钠溶液，之后将该四羟基合铝酸钠溶液输送至碳分罐24中；
3)步骤1中，第一反应釜11内的反应能够产生0.3～0.5份的二氧化碳，将该二氧化碳排放至碳分罐24中与其内的四羟基合铝酸钠溶液反应并制得5.3～6.9份浓度为20%的碳酸钠溶液和0.06～0.07份的沉淀氢氧化铝，取出该沉淀氢氧化铝进行改性干燥处理，制得活性氢氧化铝；
4)取出步骤3制得的碳酸钠溶液，并将其输送至第三反应釜31中，再往该第三反应釜31中加入0.9～1.1份的电石渣，混合搅拌后将该第三反应釜31中的混合物传送至第三压滤机32中进行固液分离，获得1.25～1.45份的沉淀碳酸钙和5.0～6.0份浓度为20%的氢氧化钠溶液；该沉淀碳酸钙可作为步骤1中的回收碳酸钙使用，该氢氧化钠溶液可作为步骤2中的回收碱使用。
本发明通过将白泥、工业废盐酸、废碱、铝灰、电石渣这些废弃物综合利用以生成应用范围广的氯化钙和氢氧化铝，实现了变废为宝,化害为利,能够治理污染、改善环境,释放出被占用的土地资源,而且可以为人们创造优美环境,促进人与自然和谐统一的生态环境，并且具有良好的经济效益，广阔的市场增长。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (2)

1.一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的工艺，其特征在于，所采用的生产线包括：
氯化钙产生设备：其包括用于混合搅拌白泥或回收碳酸钙、工业废盐酸的第一反应釜、连接该第一反应釜出料端的第一压滤机、连接该第一压滤机出料端的氯化钙溶液料仓以及喷雾干燥机；将白泥或回收碳酸钙、工业废盐酸二者分别传送至第一反应釜中混合搅拌，再将该二者混合物从第一反应釜传送至第一压滤机进行固液分离，获得滤渣和放置在氯化钙溶液料仓内的氯化钙溶液，再将该氯化钙溶液传送至喷雾干燥机进行干燥获得无水氯化钙；
氢氧化铝产生设备：其包括用于混合搅拌铝灰、废碱液或回收碱的第二反应釜、连接该第二反应釜出料端的第二压滤机、连接该第二压滤机出料端的铝酸钠溶液料仓、连接该铝酸钠溶液料仓出料端的碳分罐、连接该碳分罐出料端的氢氧化铝料仓、连接该碳分罐出料端的碳酸钠溶液料仓；将铝灰、废碱液或回收碱二者分别传送至第二反应釜中混合搅拌，再将该二者混合物从第二反应釜传送至第二压滤机进行固液分离，获得滤渣和放置在铝酸钠溶液料仓内的四羟基合铝酸钠溶液，再将该四羟基合铝酸钠溶液传送至碳分罐中，同时将第一反应釜产生的二氧化碳排放至碳分罐中，获得放置于氢氧化铝料仓中的沉淀氢氧化铝和放置于碳酸钠溶液料仓中的碳酸钠溶液；之后将该沉淀氢氧化铝进行改性干燥处理，获得活性氢氧化铝；
回收料产生设备：其包括用于混合搅拌碳酸钠溶液、电石渣的第三反应釜、连接该第三反应釜出料端的第三压滤机、连接该第三压滤机出料端的碳酸钙料仓、连接该第三压滤机出料端的氢氧化钠溶液料仓；将碳酸钠溶液料仓中的碳酸钠溶液、电石渣二者分别传送至第三反应釜中混合搅拌，再将该二者混合物从第三反应釜传送至第三压滤机进行固液分离，获得放置于碳酸钙料仓中的碳酸钙和放置于氢氧化钠溶液料仓中的氢氧化钠溶液；
所述第一反应釜的二氧化碳出气端连接碳分罐从而能够将二氧化碳排放至碳分罐内；碳酸钠溶液料仓出料端连接第三反应釜从而能够用于制备回收料；碳酸钙料仓出料端连接第一反应釜从而能够将碳酸钙回收至第一反应釜内用于制备无水氯化钙；氢氧化钠溶液料仓出料端连接第二反应釜从而能够将氢氧化钠溶液回收至第二反应釜内用于制备活性氢氧化铝；
还包括一尾气收集装置，该尾气收集装置连接所述第二反应釜的出气端；
所述工艺包括以下步骤：
1）按重量份数比取0.9～1.1份白泥或者步骤4产生的回收碳酸钙、2.2～2.3份浓度30%的工业废盐酸，将二者输送至第一反应釜中混合搅拌，搅拌完后，将该第一反应釜中的混合物传送至第一压滤机中进行固液分离，获得滤渣和氯化钙溶液，将该氯化钙溶液通过喷雾干燥机进行干燥获得1.05～1.15份无水氯化钙；
2）按重量份数比取0.9～1.1份铝灰、6.8～7.2份含碱20%的废碱液或步骤4)产生的回收碱，将二者输送至第二反应釜中混合搅拌，搅拌完后，将该第二反应釜中的混合物传送至第二压滤机中进行固液分离，获得滤渣和0.36～0.40份四羟基合铝酸钠溶液，之后将该四羟基合铝酸钠溶液输送至碳分罐中；
3)步骤1)中，所述第一反应釜内的反应能够产生0.3～0.5份的二氧化碳，将该二氧化碳排放至所述碳分罐中与其内的四羟基合铝酸钠溶液反应并制得5.3～6.9份浓度为20%的碳酸钠溶液和0.06～0.07份的沉淀氢氧化铝，取出该沉淀氢氧化铝进行改性干燥处理，制得活性氢氧化铝；
4)取出步骤3)制得的碳酸钠溶液，并将其输送至第三反应釜中，再往该第三反应釜中加入0.9～1.1份的电石渣，混合搅拌后将该第三反应釜中的混合物传送至第三压滤机中进行固液分离，获得1.25～1.45份的沉淀碳酸钙和5.0～6.0份浓度为20%的氢氧化钠溶液；该沉淀碳酸钙可作为步骤1)中的回收碳酸钙使用，该氢氧化钠溶液可作为步骤2)中的回收碱使用。
2.如权利要求1所述一种利用废弃物生产氯化钙和氢氧化铝的工艺，其特征在于：所述第一反应釜、第二反应釜、第三反应釜均为耐酸碱反应釜。
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