CN109850898A - 一种氯碱行业盐泥资源化技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氯碱行业盐泥资源化技术，属于环保领域。所述的氯碱行业盐泥资源化方法，先经过过滤，干燥，煅烧再经混酸溶解、分离、洗涤、干燥、气流粉碎等过程得到超细硫酸钡；过滤所得的滤液加氨水，加入二氧化碳，搅拌、反应得到超细碳酸钙。本发明通过采用混酸溶解，以及加通入二氧化碳，提高氯碱行业盐泥资源化方法的回收率和环保程度。
Description
技术领域
本发明属于环保领域，具体涉及一种氯碱行业盐泥资源化技术。
背景技术
氯碱工业盐泥是在烧碱、纯碱生产盐水精制过程中所产生的浆状排放物，盐水经精制分离后所得的澄清盐水称为精制盐水，沉淀的排放物称为盐泥。所产生的盐泥中主要含有硫酸钡、碳酸钙、氢氧化镁、可溶性盐及其它不溶物。目前两碱工业生产每年需工业食盐(按氯化钠100％计算)1500万吨，这样全国两碱生产排放的盐泥总计达到几十万吨。
随着社会及企业对环保的日益重视，特别在我国提出可持续发展战略后，对盐泥的综合处理是国内两碱工业面临的紧迫课题，大量盐泥的排放会对环境造成严重的污染，若排入河流，会淤塞港口和河道。若堆放则需占用大量的场地，经雨水冲刷后，易造成对环境的二次污染。
随着我国经济的发展和市场竞争的的加剧，我国涂料、造纸、橡胶、塑料等行业的产品等级不断提高，对使用的添加剂要求越来越高，如油漆、涂料中已广泛采用超细硫酸钡，而塑料行业中也已使用超细乃至纳米碳酸钙作为填料来提高其制品的性能。超细硫酸钡及碳酸钙的用量正在快速增加，并随我国塑料行业的发展，其市场前景广阔。因此利用氯碱盐泥生产超细硫酸钡及碳酸钙具有重要的社会经济意义。盐泥的综合利用长期以来一直是困扰氯碱工业的一个主要难题，虽有盐泥用于塑料填料及烧制水泥等方面的文献报导，但未见工业化实施，大多数企业的盐泥还是弃置堆放，造成了环境污染。
中国专利文献“利用氯碱盐泥生产超细硫酸钡及碳酸钙的方法(专利号：CN1228247C)”公开了利用氯碱盐泥生产超细硫酸钡及碳酸钙的方法，其特点是盐泥浆料先经过滤网过滤，干燥，煅烧再经盐酸溶解、分离、洗涤、干燥、气流粉碎等过程得到超细硫酸钡；过滤所得的滤液加氨水调节pH以除去铁锰等杂质，除杂后的清液加入碳酸铵和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，搅拌、反应得到超细碳酸钙。该发明的优点是废物利用，减小了环境污染，但是存在最后产生大量的废水，使用了带来二次污染的表面活性剂等化工产品及其氯离子的污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种氯碱行业盐泥资源化技术，以解决在专利文献“利用氯碱盐泥生产超细硫酸钡及碳酸钙的方法(专利号：CN1228247C)”公开的方法的基础上，改善二次污染和提高回收利用率的问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种氯碱行业盐泥资源化方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)废渣盐泥首先配制成浆料，经磁选、滤网过滤，烘干；(2)烘干的盐泥先经回转炉煅烧，再加入水配制成3∶1-4∶1的浆料；(3)将盐泥浆料倒入搪瓷反应釜中，搅拌，缓慢将浓硝酸和浓硫酸混合液加到反应釜中，升温至50℃反应2小时，产生的二氧化碳气体回收利用，所述浓硝酸和浓硫酸的混合液质量比例为2-3∶1，所述浓硝酸和浓硫酸混合液的加入量为盐泥浆料的0.4-0.6倍质量；(4)将上述溶液过滤，洗涤，得到白色沉淀物硫酸钡与滤后的清液；(5)将硫酸钡干燥，经气流粉碎得到超细的硫酸钡；(6)将(4)中滤后的溶液移入反应器中，添加浓氨水，搅拌、反应，直到溶液的pH上升到9-10，过滤弃去沉淀；(7)滤后的清液返回反应器，通入二氧化碳，充分反应1-2小时后过滤、干燥、气流粉碎得到超细碳酸钙；(8)将(7)中滤液，浓缩干燥后得到氮肥。
进一步地，步骤(1)中浆料的配制为废渣盐泥中加入5-10倍质量的水，在80-100转/min的打浆机打浆2小时。
进一步地，步骤(1)中滤网过滤的滤网是300-400目。
进一步地，步骤(2)中回转炉温度为800℃-900℃，煅烧时间为40-60分钟。
进一步地，所述浓硝酸的浓度为90％，浓硫酸的浓度为95％。
进一步地，步骤(3)中搪瓷反应釜的搅拌速率为2200-2500rpm。
进一步地，步骤(7)中使用的二氧化碳来自于步骤(3)中回收利用的二氧化碳。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过使用硝酸和硫酸的混酸来代替浓盐酸，具有更好的溶解性以及更强的酸性，能有效的溶解的硅酸盐杂质，形成的硝酸盐的溶解度大幅高于氯化盐，并能减少氯离子的含量，提高硫酸钡的纯度和含量。同时后续产生的硝酸铵等盐类，可以直接作为氮肥使用。
本发明通过在混酸处理后，通入氨水络合重金属离子，从而去除铁、锰等离子，同时可以中和掉多余的硝酸，形成硝酸铵，可以作为氮肥使用。通过氨水之后，然后通入二氧化碳，可以使溶液中的钙离子形成高纯度碳酸钙析出，同时可以中和过量的氨水形成碳酸铵，可以作为氮肥使用。同时，由于通过混酸的强溶解性的作用，对钙离子回收率也大幅提高，杂质离子去除率也得到了提高，制备的碳酸钙的纯度也得到了大幅提高。使用的二氧化碳可以来自于酸化的步骤，对处理过程的形成的尾气充分回收利用。
本发明最后的滤液中富含大量的铵离子，硝酸根离子，碳酸根离子，在浓缩后结晶后，形成高纯度的硝酸铵和碳酸铵混合盐，可以直接作为氮肥使用。整个过程无三废形成，环保程度高。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
实施例1
一种氯碱行业盐泥资源化方法，包括以下步骤：(1)渣盐泥中加入7.5倍质量的水，在80-100转/min的打浆机打浆2小时配制成浆料，经磁选、300-400目滤网过滤，烘干；(2)烘干的盐泥先经回转炉煅烧，回转炉温度为850℃，煅烧时间为50分钟，再加入水配制成3∶1的浆料；(3)将盐泥浆料倒入搪瓷反应釜中，搅拌，搅拌速率为2300rpm，缓慢将浓硝酸和浓硫酸混合液加到反应釜中，升温至50℃反应2小时，产生的二氧化碳气体回收利用，所述浓硝酸的浓度为90％，浓硫酸的浓度为95％，所述浓硝酸和浓硫酸的混合液质量比例为2.5∶1，所述浓硝酸和浓硫酸混合液的加入量为盐泥浆料的0.5倍质量；(4)将上述溶液过滤，洗涤，得到白色沉淀物硫酸钡与滤后的清液；(5)将硫酸钡干燥，经气流粉碎得到超细的硫酸钡；(6)将(4)中滤后的溶液移入反应器中，添加浓氨水，搅拌、反应，直到溶液的pH上升到9-10，过滤弃去沉淀；(7)滤后的清液返回反应器，通入二氧化碳，来自于步骤(3)中回收利用的二氧化碳，充分反应2小时后过滤、干燥、气流粉碎得到超细碳酸钙；(8)将(7)中滤液，浓缩干燥后得到氮肥。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备氯碱行业盐泥资源化方法中缺少使用相同量的浓盐酸代替浓硝酸和浓硫酸混酸。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备氯碱行业盐泥资源化方法中使用相同量的浓硝酸代替浓硝酸和浓硫酸混酸。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备氯碱行业盐泥资源化方法中使用相同量的浓硫酸代替浓硝酸和浓硫酸混酸。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备氯碱行业盐泥资源化方法中使用碳酸铵代替二氧化碳。
对比例5
采用中国专利文献“利用氯碱盐泥生产超细硫酸钡及碳酸钙的方法(专利号：CN1228247C)”中具体实施例1所述的方法。
本发明通过使用硝酸和硫酸的混酸来代替浓盐酸，具有更好的溶解性以及更强的酸性，能有效的溶解的硅酸盐杂质，形成的硝酸盐的溶解度大幅高于氯化盐，并能减少氯离子的含量，提高硫酸钡的纯度和含量。同时后续产生的硝酸铵等盐类，可以直接作为氮肥使用。
本发明通过在混酸处理后，通入氨水络合重金属离子，从而去除铁、锰等离子，同时可以中和掉多余的硝酸，形成硝酸铵，可以作为氮肥使用。通过氨水之后，然后通入二氧化碳，可以使溶液中的钙离子形成高纯度碳酸钙析出，同时可以中和过量的氨水形成碳酸铵，可以作为氮肥使用。同时，由于通过混酸的强溶解性的作用，对钙离子回收率也大幅提高，杂质离子去除率也得到了提高，制备的碳酸钙的纯度也得到了大幅提高。使用的二氧化碳可以来自于酸化的步骤，对处理过程的形成的尾气充分回收利用。
本发明最后的滤液中富含大量的铵离子，硝酸根离子，碳酸根离子，在浓缩后结晶后，形成高纯度的硝酸铵和碳酸铵混合盐，可以直接作为氮肥使用。整个过程无三废形成，环保程度高。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (7)
1.一种氯碱行业盐泥资源化方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)废渣盐泥首先配制成浆料，经磁选、滤网过滤，烘干；
(2)烘干的盐泥先经回转炉煅烧，再加入水配制成3∶1-4∶1的浆料；
(3)将盐泥浆料倒入搪瓷反应釜中，搅拌，缓慢将浓硝酸和浓硫酸混合液加到反应釜中，升温至50℃反应2小时，产生的二氧化碳气体回收利用，所述浓硝酸和浓硫酸的混合液质量比例为2-3∶1，所述浓硝酸和浓硫酸混合液的加入量为盐泥浆料的0.4-0.6倍质量；
(4)将上述溶液过滤，洗涤，得到白色沉淀物硫酸钡与滤后的清液；
(5)将硫酸钡干燥，经气流粉碎得到超细的硫酸钡；
(6)将步骤(4)中滤后的溶液移入反应器中，添加浓氨水，搅拌、反应，直到溶液的pH上升到9-10，过滤弃去沉淀；
(7)滤后的清液返回反应器，通入二氧化碳，充分反应1-2小时后过滤、干燥、气流粉碎得到超细碳酸钙；
(8)将步骤(7)中的滤液，浓缩干燥后得到氮肥。
2.根据权利要求1所述的氯碱行业盐泥资源化方法，其特征在于，步骤(1)中浆料的配制为废渣盐泥中加入5-10倍质量的水，在80-100转/min的打浆机打浆2小时。
3.根据权利要求1所述的氯碱行业盐泥资源化方法，其特征在于，步骤(1)中滤网过滤的滤网是300-400目。
4.根据权利要求1所述的氯碱行业盐泥资源化方法，其特征在于，步骤(2)中回转炉温度为800℃-900℃，煅烧时间为40-60分钟。
5.根据权利要求1所述的氯碱行业盐泥资源化方法，其特征在于，所述浓硝酸的浓度为90％，浓硫酸的浓度为95％。
6.根据权利要求1所述的氯碱行业盐泥资源化方法，其特征在于，步骤(3)中搪瓷反应釜的搅拌速率为2200-2500rpm。
7.根据权利要求1所述的氯碱行业盐泥资源化方法，其特征在于，步骤(7)中使用的二氧化碳来自于步骤(3)中回收利用的二氧化碳。
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