CN109865599B - 一种化工杂盐的资源化利用方法 - Google Patents

Abstract

一种化工杂盐的资源化利用方法，适用于煤化工危废杂盐的处理及煤系资源利用领域使用。将含盐废水输浓缩形成杂盐，将杂盐、捕收剂与起泡剂给入搅拌桶，在搅拌桶中充分混合均匀后输入矿浆预处理器，将粉煤给入矿浆预处理器，添加水混合形成矿浆；矿化完全的矿浆给入粗选浮选机：当泡沫层稳定后，开启粗选浮选机的刮板阀门进行分选作业，分选的粗选精矿和粗选尾矿排出；排出的粗选精矿和粗选尾矿分别给入沉降过滤离心脱水机进行脱水，脱水后产生的离心液重复使用，浮选后进入压滤机，压滤机的滤渣将作为最终的精选精矿产品排出；压滤机的滤渣将作为最终的扫选精矿排出。其步骤简单，使用效果好，具有广泛的实用性。

Description

一种化工杂盐的资源化利用方法

所属技术领域

本发明涉及一种化工杂盐的资源化利用方法，尤其适用于煤化工危废杂盐的处理及煤系资源利用领域使用的化工杂盐的资源化利用方法。

背景技术

现代煤化工企业是指以煤炭为主要能源，生产各种清洁能源及基础工业原料的煤炭加工转化产业，具体包括煤制油、煤制气、煤制甲醇、煤制烯(芳)烃、煤热解分质利用等企业。近年来随着中国煤化工产业的快速发展，各企业每年将产生大量的工业高浓度含盐废水。高浓度含盐废水的如直接或间接(含稀释后)排放，不仅会对周边的生态环境造成极大的破坏，还会给土壤及地下饮用水带来严重污染。为响应国家对煤化工企业提出的“零排放”要求，煤化工企业都会采取先分段膜浓缩后蒸发结晶技术，将结晶后的杂盐晶利用化学工艺的方法使其转化为其他低危后非危产物的方式处理工业生产带来的含盐废水。常规的杂盐处理方法虽然在一定程度上也能降低杂盐的危废程度，但其工艺所带来的其他工业副产品依然会给环保工作造成不小的压力。

由于高含盐废水经蒸发结晶处理后的结晶盐主要是以钠盐、钾盐、镁盐、钙盐的形式存在，目前煤化工企业处理的方式通常是按照危险废物的处理要求，采用物理、化学、生物等方法进行预处理，通过改变其物理或化学性质来达到降低污染危害的目的。然而，煤化工杂盐是一种有机与无机相结合的复合型工业废弃物，现有的危废物处理标准处理成本高、过程环保性差、产品难以满足工业应用要求，因此含盐废水浓缩结晶后产生的结晶盐处理亟需找到一条经济可行、低能耗、高环保、安全稳定的处理路径。

在煤炭资源的转化利用过程中，煤炭的洗选和分离占据着举足轻重的位置。其中粉煤作为一种宝贵的煤炭资源占原煤量的三分之一左右，从目前的技术发展来看，浮选是处理这部分物料最高效、最经济的方法之一。除此之外，浮选凭借其利用被分离物料表面润湿性差异不同的工艺特点，近年来还被用于处理一些煤系固废资源。这部分物料通常是由于煤炭资源燃烧不充分而带来的各类灰渣，诸如粉煤灰、气化灰、瓦斯灰等。

有研究表明在浮选过程中，若加入适量的金属盐离子，会对颗粒与气泡产生不同的影响。金属盐离子的加入，可以有效的降低固体颗粒表面的Zeta电位，从而增强颗粒与气泡间的黏附作用，提高浮选效率；此外，盐离子的加入，还会压缩气泡的双电子层，改变气泡间液体的排液速率，通过降低液相在气泡间的排出速率达到阻止气泡兼并的效果。但常规的一段粗选难易实现利用杂盐分选粉煤或煤系固废资源的碳—灰有效分离，本发明在一段浮选的基础上，利用杂盐中金属阳离子的稳泡机制，采用一粗一精一扫的多段式浮选，即提高了杂盐浮选的分离效率又可实现危废结晶盐的回收利用。

发明内容

技术问题：针对上述的技术不足之处，提供一种高效环保处理煤化工杂盐并利用其浮选煤系资源或煤系固废，实现资源高效利用的化工杂盐的资源化利用方法。

技术方案：本发明的化工杂盐的资源化利用方法，具体步骤如下：

将煤化工企业产生的含盐废水输送至污水处理厂进行多段浓缩并结晶后形成杂盐，将杂盐、捕收剂与起泡剂一起通过管道给入搅拌桶，杂盐、捕收剂与起泡剂的比例根据需要而定；

杂盐、捕收剂与起泡剂在搅拌桶中充分混合均匀后通过管路a由渣浆泵Ⅰ输入矿浆预处理器，同时将煤炭企业待洗选的粉煤通过管道b从底部进入矿浆预处理器，添加水，使粉煤、杂盐、药剂在矿浆预处理器内完全混合形成矿浆，矿浆浓度控制于80g/L；

捕收剂与起泡剂、粉煤、杂盐搅拌后完全融合完成矿化完全的矿浆通过管道c，经循环泵给入粗选浮选机中开始一次粗选作业：矿浆中充分溶解的金属盐离子在粗选浮选机粉煤中不断压缩灰渣颗粒表面的Zeta电位，颗粒表面的水化膜进一步破裂，从而增加颗粒与气泡间的黏附概率；此外金属盐离子有效减缓气泡间Plateau通道内液相的排出速率，降低气泡间的兼并程度，大幅度地稳定浮选泡沫层的厚度，从而保证浮选过程平稳高效的进行；当泡沫层稳定后，开启粗选浮选机的刮板阀门进行分选作业，分选的溢流液d及尾流e分别作为粗选精矿和粗选尾矿排出；

排出的粗选精矿通过管路给入沉降过滤离心脱水机Ⅰ进行脱水，脱水后产生的离心液通过管道f再次送往矿浆预处理器作为循环水重复使用，沉降过滤离心脱水机排出的粗选精矿滤渣g通过渣浆泵Ⅱ给入搅拌桶Ⅰ进行精选搅拌，精选搅拌后的矿浆j在搅拌桶内完全矿化后经渣浆泵Ⅳ给入精选浮选机进行浮选，浮选后的溢流由管道l排出后进入压滤机Ⅰ，压滤机Ⅰ排出的滤液p中因金属盐离子存在的原因，经管道继续返回矿浆预处理器中作为循环水使用，压滤机Ⅰ压滤所得的滤渣q将作为最终的精选精矿产品排出；

排出的粗选尾矿顺序依次进入沉降过滤离心脱水机Ⅱ进行脱水，脱水后产生的离心液通过管道h再次送往矿浆预处理器作为循环水重复使用，沉降过滤离心脱水机排出的粗选尾矿滤渣i由渣浆泵Ⅲ给入搅拌桶Ⅱ进行扫选搅拌，扫选搅拌后的矿浆k在搅拌桶内完全矿化后经渣浆泵Ⅴ给入扫选浮选机进行浮选后的溢流由管道m排出后进入压滤机Ⅱ，压滤机Ⅱ排出的滤液r中因金属盐离子存在的原因，由管道继续返回矿浆预处理器中作为循环水使用，压滤机Ⅱ压滤所得的滤渣s将作为最终的扫选精矿排出。

所述搅拌桶Ⅰ和搅拌桶Ⅱ分别进行精选搅拌和扫选搅拌时，为确保精矿质量需要向搅拌桶Ⅰ补充添加粗选药耗量的15％的浮选药剂，需要向搅拌桶Ⅱ桶加入粗选药耗量的30％的浮选药剂以此保证后续作业的持续进行，浮选药剂为捕收剂和起泡剂的混合物。

精选浮选机产生的尾矿n和扫选浮选机产生的尾矿o作为中间产品通过管道返回矿浆预处理器进行再次分选，重复上述过程，直至浮选过程全部结束。

所述捕收剂为柴油，起泡剂为仲辛醇。

所述高浓度含盐废水浓度为3000mg/L。

所述杂盐主要成分包括：Na₂SO₄+NaCl+K₂SO₄占比0～100％；Na₃NO₃+CaCl₂+Na₂CO₃+硅酸盐占比0～100％；CaSO₄+MgSO₄+FeCl₃占比0～100％；其他占比0～100％。

若需要对煤化工企业的燃烧炉排出的灰渣进行分选，则不向搅拌桶中投入粉煤，而将灰渣投入矿浆预处理器中进行预处理，并按照相同方法进行分选再利用。

有益效果：

本发明利用煤化工企业蒸发结晶后产生的结晶盐，通过将杂盐引入浮选粉煤及煤系固废的生产工艺中，杂盐中所包含的钠离子、钙离子、镁离子等金属阳离子可以起到强化浮选效果的作用。同时，利用杂盐浮选煤系资源可以达到“一举两得”目的，既有效地解决了杂盐处理难的问题，又实现了煤系资源的高效利用。杂盐浮选煤系固废的分选工艺，可以节约50％的浮选药剂，同时杂盐的利用率进一步提高到80％以上，基本可以实现“资源循环”的生产技术理念。

本发明通过多段式浮选工艺实现一粗一精一扫与杂盐稳泡相结合的方法，解决了一般杂盐利用化学处理方法会产生工业副产品的弊端，生产工艺循环连续，不会对环境造成任何污染，在实现资源化利用的基础上，缓减了当前困扰化工企业废渣处理难的问题。

附图说明

图1是本发明分选工艺流程框图

图2是本发明分选设备结构示意图。

图中：1-搅拌桶，2-渣浆泵Ⅰ，3-矿浆预处理器，4-循环泵，5-粗选浮选机，6-沉降过滤离心脱水机Ⅰ，7-沉降过滤离心脱水机Ⅱ，8-渣浆泵Ⅱ，9-渣浆泵Ⅲ，10-搅拌桶Ⅰ，11-搅拌桶Ⅱ，12-渣浆泵Ⅳ，13-渣浆泵Ⅴ，14-精选浮选机，15-扫选浮选机，16-压滤机Ⅰ，17-压滤机Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施作进一步的描述：

如图1和图2所示，本发明的化工杂盐的资源化利用方法，其特征在于具体步骤如下：

将煤化工企业产生的含盐废水输送至污水处理厂进行多段浓缩并结晶后形成杂盐，将杂盐、捕收剂与起泡剂一起通过管道给入搅拌桶1，杂盐、捕收剂与起泡剂的比例根据需要而定，所述捕收剂为柴油，起泡剂为仲辛醇，高浓度含盐废水浓度为3000mg/L，杂盐主要成分包括：Na₂SO₄+NaCl+K₂SO₄占比0～100％；Na₃NO₃+CaCl₂+Na₂CO₃+硅酸盐占比0～100％；

CaSO₄+MgSO₄+FeCl₃占比0～100％；其他占比0～100％；若需要对煤化工企业的燃烧炉排出的灰渣进行分选，则不向搅拌桶1中投入粉煤，而将灰渣投入矿浆预处理器3中进行预处理，并按照相同方法进行分选再利用；

杂盐、捕收剂与起泡剂在搅拌桶1中充分混合均匀后通过管路a由渣浆泵Ⅰ2输入矿浆预处理器3，同时将煤炭企业待洗选的粉煤通过管道b从底部进入矿浆预处理器3，添加水，使粉煤、杂盐、药剂在矿浆预处理器3内完全混合形成矿浆，矿浆浓度控制于80g/L；

捕收剂与起泡剂、粉煤、杂盐搅拌后完全融合完成矿化完全的矿浆通过管道c，经循环泵4给入粗选浮选机5中开始一次粗选作业：矿浆中充分溶解的金属盐离子在粗选浮选机粉煤中不断压缩灰渣颗粒表面的Zeta电位，颗粒表面的水化膜进一步破裂，从而增加颗粒与气泡间的黏附概率；此外金属盐离子有效减缓气泡间Plateau通道内液相的排出速率，降低气泡间的兼并程度，大幅度地稳定浮选泡沫层的厚度，从而保证浮选过程平稳高效的进行；当泡沫层稳定后，开启粗选浮选机5的刮板阀门进行分选作业，分选的溢流液d及尾流e分别作为粗选精矿和粗选尾矿排出；

排出的粗选精矿通过管路给入沉降过滤离心脱水机Ⅰ6进行脱水，脱水后产生的离心液通过管道f再次送往矿浆预处理器3作为循环水重复使用，沉降过滤离心脱水机排出的粗选精矿滤渣g通过渣浆泵Ⅱ8给入搅拌桶Ⅰ10进行精选搅拌，精选搅拌后的矿浆j在搅拌桶内完全矿化后经渣浆泵Ⅳ12给入精选浮选机14进行浮选，浮选后的溢流由管道l排出后进入压滤机Ⅰ16，精选浮选机14产生的尾矿n和扫选浮选机15产生的尾矿o作为中间产品通过管道返回矿浆预处理器3进行再次分选，重复上述过程，直至浮选过程全部结束，压滤机Ⅰ16排出的滤液p中因金属盐离子存在的原因，经管道继续返回矿浆预处理器3中作为循环水使用，压滤机Ⅰ16压滤所得的滤渣q将作为最终的精选精矿产品排出；

排出的粗选尾矿顺序依次进入沉降过滤离心脱水机Ⅱ7进行脱水，脱水后产生的离心液通过管道h再次送往矿浆预处理器3作为循环水重复使用，沉降过滤离心脱水机排出的粗选尾矿滤渣i由渣浆泵Ⅲ9给入搅拌桶Ⅱ11进行扫选搅拌，扫选搅拌后的矿浆k在搅拌桶内完全矿化后经渣浆泵Ⅴ13给入扫选浮选机15进行浮选后的溢流由管道m排出后进入压滤机Ⅱ17，压滤机Ⅱ17排出的滤液r中因金属盐离子存在的原因，由管道继续返回矿浆预处理器3中作为循环水使用，压滤机Ⅱ17压滤所得的滤渣s将作为最终的扫选精矿排出。

所述搅拌桶Ⅰ10和搅拌桶Ⅱ11分别进行精选搅拌和扫选搅拌时，为确保精矿质量需要向搅拌桶Ⅰ10补充添加粗选药耗量的15％的浮选药剂，需要向搅拌桶Ⅱ11桶加入粗选药耗量的30％的浮选药剂以此保证后续作业的持续进行，浮选药剂为捕收剂和起泡剂的混合物。

Claims (7)

1.一种化工杂盐的资源化利用方法，其特征在于具体步骤如下：

将煤化工企业产生的含盐废水输送至污水处理厂进行多段浓缩并结晶后形成杂盐，将杂盐、捕收剂与起泡剂一起通过管道给入搅拌桶(1)，杂盐、捕收剂与起泡剂的比例根据需要而定；

杂盐、捕收剂与起泡剂在搅拌桶(1)中充分混合均匀后通过管路a由渣浆泵Ⅰ(2)输入矿浆预处理器(3)，同时将煤炭企业待洗选的粉煤通过管道b从底部进入矿浆预处理器(3)，添加水，使粉煤、杂盐、药剂在矿浆预处理器(3)内完全混合形成矿浆，矿浆浓度控制于80g/L；

捕收剂与起泡剂、粉煤、杂盐搅拌后完全融合完成矿化完全的矿浆通过管道c，经循环泵(4)给入粗选浮选机(5)中开始一次粗选作业：矿浆中充分溶解的金属盐离子在粗选浮选机中不断压缩灰渣颗粒表面的Zeta电位，颗粒表面的水化膜进一步破裂，从而增加颗粒与气泡间的黏附概率；此外金属盐离子有效减缓气泡间Plateau通道内液相的排出速率，降低气泡间的兼并程度，大幅度地稳定浮选泡沫层的厚度，从而保证浮选过程平稳高效的进行；当泡沫层稳定后，开启粗选浮选机(5)的刮板阀门进行分选作业，分选的溢流液d及尾流e分别作为粗选精矿和粗选尾矿排出；

排出的粗选精矿通过管路给入沉降过滤离心脱水机Ⅰ(6)进行脱水，脱水后产生的离心液通过管道f再次送往矿浆预处理器(3)作为循环水重复使用，沉降过滤离心脱水机排出的粗选精矿滤渣g通过渣浆泵Ⅱ(8)给入搅拌桶Ⅰ(10)进行精选搅拌，精选搅拌后的矿浆j在搅拌桶内完全矿化后经渣浆泵Ⅳ(12)给入精选浮选机(14)进行浮选，浮选后的溢流由管道l排出后进入压滤机Ⅰ(16)，压滤机Ⅰ(16)排出的滤液p中因金属盐离子存在的原因，经管道继续返回矿浆预处理器(3)中作为循环水使用，压滤机Ⅰ(16)压滤所得的滤渣q将作为最终的精选精矿产品排出；

排出的粗选尾矿顺序依次进入沉降过滤离心脱水机Ⅱ(7)进行脱水，脱水后产生的离心液通过管道h再次送往矿浆预处理器(3)作为循环水重复使用，沉降过滤离心脱水机排出的粗选尾矿滤渣i由渣浆泵Ⅲ(9)给入搅拌桶Ⅱ(11)进行扫选搅拌，扫选搅拌后的矿浆k在搅拌桶内完全矿化后经渣浆泵Ⅴ(13)给入扫选浮选机(15)进行浮选后的溢流由管道m排出后进入压滤机Ⅱ(17)，压滤机Ⅱ(17)排出的滤液r中因金属盐离子存在的原因，由管道继续返回矿浆预处理器(3)中作为循环水使用，压滤机Ⅱ(17)压滤所得的滤渣s将作为最终的扫选精矿排出。

2.根据权利要求1所述的化工杂盐的资源化利用方法，其特征在于：所述搅拌桶Ⅰ(10)和搅拌桶Ⅱ(11)分别进行精选搅拌和扫选搅拌时，为确保精矿质量需要向搅拌桶Ⅰ(10)补充添加粗选药耗量的15％的浮选药剂，需要向搅拌桶Ⅱ(11)桶加入粗选药耗量的30％的浮选药剂以此保证后续作业的持续进行，浮选药剂为捕收剂和起泡剂的混合物。

3.根据权利要求1所述的化工杂盐的资源化利用方法，其特征在于：精选浮选机(14)产生的尾矿n和扫选浮选机(15)产生的尾矿o作为中间产品通过管道返回矿浆预处理器(3)进行再次分选，重复上述过程，直至浮选过程全部结束。

4.根据权利要求1所述的化工杂盐的资源化利用方法，其特征在于：所述捕收剂为柴油，起泡剂为仲辛醇。

5.根据权利要求1所述的化工杂盐的资源化利用方法，其特征在于：所述含盐废水浓度为3000mg/L。

6.根据权利要求1所述的化工杂盐的资源化利用方法，其特征在于：所述杂盐主要成分包括：Na₂SO₄+NaCl+K₂SO₄占比0～100％；Na₃NO₃+CaCl₂+Na₂CO₃+硅酸盐占比0～100％；CaSO₄+MgSO₄+FeCl₃占比0～100％；其他占比0～100％。

7.根据权利要求1所述的化工杂盐的资源化利用方法，其特征在于：若需要对煤化工企业的燃烧炉排出的灰渣进行分选，则不向搅拌桶(1)中投入粉煤，而将灰渣投入矿浆预处理器(3)中进行预处理，并按照相同方法进行分选再利用。

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