CN112607745A - 一种酸处理后的浆料漂洗工艺和装置 - Google Patents

一种酸处理后的浆料漂洗工艺和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种酸处理后的浆料漂洗工艺和装置，所述工艺为将漂洗分数段，浆料从上一段漂洗的漂洗装置漂洗出来后进入下一段漂洗的漂洗装置继续漂洗；下一段漂洗的漂洗装置产生的废水用作漂洗水用于上一段漂洗的漂洗装置进行漂洗，最后一段漂洗的漂洗水采用清水，第一段漂洗的漂洗装置产生的废水送至下一个废水处理工艺；所述漂洗水与浆料的流向互为逆向；所述漂洗装置为多段的S形管道，每段管道包括中心管、浆料管、不锈钢水管、漂洗布套和废水布套。本发明将漂洗分为数段，节水效果明显，两个布套夹层的浆料保持在高浓度的状态下被漂洗，加上废水的逐段利用，本发明的工艺和装置水耗低于6m3/吨产品，吨产品水耗为同行的最低。

Description

一种酸处理后的浆料漂洗工艺和装置
技术领域
本发明涉及一种浆料漂洗工艺和装置，具体涉及一种去除浆料内游离酸和可溶性酸盐的漂洗工艺和装置，属于非金属矿深加工和节能技术领域。
背景技术
在非金属矿的深加工中，有许多是用酸进行处理的，如活性白土、部分高岭土等，经酸活化的浆料含有未反应完的酸、酸盐等物质，其中的酸盐基本是溶液状态，因这些物质影响产品的性能，都需要除去。现行的去除方法如下：
1、传统的漂洗法
将酸化处理后的浆料打入漂洗池中，往漂洗池中加水搅拌漂洗，放置沉淀后把上层的清水排去，再加水搅拌、沉淀、排水，如此反复，直至漂洗至符合要求。
由于酸处理后的非金属浆料金属离子被溶出，浆料的比重降低，加水后浆料难沉淀，如活性白土澄清后经过6小时浆料层的浓度一般只有0.18g/mL，每次排去的水层(沉淀6小时)只能是一半的液位，因而导致用水量过大，该漂洗方法吨产品水耗高达100m3。
同样，类似活性白土的其他产品的加工，如高岭土的漂洗工艺和活性白土相似，高岭土吨产品水耗40m3；活性炭的加工也有漂洗环节，且活性炭的吨产品的水耗也是高达80m3。
许多生产企业为了加快沉淀的速度，加入聚丙烯酰胺，但聚丙烯酰胺带微毒，不应使用于食品行业。
2、压滤机漂洗
压滤机漂洗是近来所采用的漂洗方法，用压滤机进行分酸，大大节省了用水量。方法是：酸处理后浆料进行冷却，经泵打入压滤机进行渣液分离，滤饼卸入化浆池，加水化成浆料。然后打入压滤机再次进行渣液分离，加水化浆，再打入压滤机，如此反复3～4次，直至漂洗浆料的pH值符合要求。如活性白土，该方法吨产品水耗约12吨。该方法比传统的漂洗法在节水方面是非常明显的。
但压滤机分酸漂洗对产品的质量有影响，以活性白土为例，物料经过多次压滤后，尤其是在后面的压滤，由于酸浓度的下降，在压力的作用下，浆料中的金属离子和活性白土中的氢离子低酸环境和高压的情况下重新产生交换，导致产品的活性度下降，比表面积降低。
压滤机需要在一定的压力状态下才能压干物料，浆料中含有部分的石英砂，设备的维修成本高。
3、可洗压滤机漂洗
部分压滤机厂家推出一种可洗压滤机，即是在滤板上钻水孔，目的是让漂洗水穿透滤饼层，在压滤机压满物料后通入清水逼压漂洗。由于压滤机压满物料后物料形成一种坚硬的滤饼，清洗水无法穿透滤饼层，滤板上分布加强块，加强块周边是没有滤饼；压滤机滤板内框局部也是没有滤饼，没有滤饼的部分是漂洗水的近路，实际上，漂洗水基本是走近路而浪费掉。
上述的几种漂洗工艺在实际的应用中都不是理想的工艺，传统漂洗法质量稳定，但水耗高，生产过程需要加入絮凝剂——聚丙烯酰胺，需要建造大量的漂洗池，如年产万吨活性白土需要建造1000m3以上的漂洗池，这些漂洗池均需要防腐处理，而且每个漂洗池都需要设搅拌机，搅拌机难免出现油污现象，食品安全难以保障。设备投入大，电耗、人力等消耗大。由于水量大加剧了废水处理的难度；压滤机分酸水耗低，但设备的投入大、设备的磨损大，同时也存在产品污染的风险(搅拌机油污)，更主要的是产品质量下降；“可洗压滤机”并不可洗，可洗压滤机在活性白土行业中至目前没有成功的先例。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种酸处理后的浆料漂洗工艺和装置，采用渗透漂洗法对酸处理后的浆料进行漂洗，以降低生产水耗，保证产品质量，降低产品污染的风险，减少设备投入和维修费用，适合于规模化连续生产。
本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：
本发明的一个技术方案是提供一种酸处理后的浆料漂洗装置，所述漂洗装置为多段的S形管道，每段管道包括中心管、浆料管、不锈钢水管、漂洗布套和废水布套；所述浆料管环绕中心管外层，所述中心管和浆料管之间通过定位圆钢Ⅰ焊接定位；所述不锈钢水管两端活动托在中心管内，在不锈钢水管的管壁上开设有水孔；所述漂洗布套套在不锈钢水管上且漂洗布套两端通过弹性胶圈Ⅱ内卡连接于中心管内；所述废水布套设于装置的外层且废水布套两端通过弹性胶圈Ⅰ内卡连接于浆料管内；所述废水布套内侧与漂洗布套外侧之间用不锈钢笼架支撑；第一段管道还将浆料管的端口设置成进浆口；最后一段管道还将浆料管的端口设置成出浆口，且中心管靠近出浆口的一端连通进水管。
优选地，所述不锈钢笼架从里到外包括内环和外环，所述外环之间通过圆钢连接固定，所述内环之间也通过圆钢连接固定，所述外环与内环之间通过定位圆钢Ⅱ焊接定位。
优选地，所述漂洗布套、废水布套均为涤纶滤布。
本发明的另一个技术方案是提供一种酸处理后的浆料漂洗工艺，是基于上述漂洗装置，浆料从酸处理釜中出来后，通过管道泵送至漂洗装置中进行漂洗；所述漂洗分数段，浆料从上一段漂洗的漂洗装置漂洗出来后进入下一段漂洗的漂洗装置继续漂洗；下一段漂洗的漂洗装置产生的废水用作漂洗水用于上一段漂洗的漂洗装置进行漂洗，最后一段漂洗的漂洗水采用清水，第一段漂洗的漂洗装置产生的废水送至下一个废水处理工艺；所述漂洗水与浆料的流向互为逆向。
优选地，所述进水管处的漂洗水压控制在0.11Mpa～0.13Mpa，出浆口处的浆料压力控制在0.10Mpa。
优选地，所述浆料为酸处理后的活性白土活化浆料或高岭土酸化浆料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用渗透漂洗法，将漂洗分为数段，有利于漂洗水的回收利用，节水效果明显，两个布套夹层的浆料保持在高浓度的状态下被漂洗，加上废水的逐段利用，本发明的工艺和装置水耗低于6m3/吨产品，吨产品水耗为同行的最低。
(2)本发明得到的产品品质稳定，整个漂洗过程均控制在较低压状态下进行，避免酸处理后的浆料在高压力的情况下重新交换，影响产品质量。
(3)本发明流程简单、操作简便、自动化程度高(调节好各段的流量、压力即可实现)。
(4)本发明卫生程度高，物料不外露，有效地防止产品的污染(其他的工艺需要大量的池体，池体上设搅拌，加上日常的检修，不能做到密封)。
(5)本发明装置的维修率较低，因需要的压力不高，设备的磨损大大降低。
(6)本发明设备的投入费用低，无需购买太多的压滤机和建造大量的漂洗池，占地面积小、电耗低。
装置方面的优势：
①漂洗布套、废水布套选用涤纶滤布，漂洗布套套在不锈钢水管上，废水布套套在不锈钢笼架上，可保证浆料的顺畅通过。
②漂洗布套和废水布套均采用弹性胶圈和内卡式的连接方式，可有效防止漂洗布套和废水布套受压后脱落。
③装置中的弯头采用管中管的方式，通过定位圆钢固定，漂洗水走中心管，浆料走管缝，保证漂洗水和浆料有效分开。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明的漂洗装置的最后一段管道的结构示意图；
图3是图2的A向侧视图；
图4是图2的B-B断面图；
图5是本发明的漂洗装置的不锈钢笼架的结构示意图；
图6是图5的C向侧视图；
图7是本发明的漂洗装置的废水布套结构示意图；
图8是图7的D向侧视图；
图9是本发明的漂洗装置的漂洗布套结构示意图；
图10是图9的E向侧视图。
图中标记：1-酸处理釜，2-浆料泵进口阀，3-浆料泵，4-浆料泵出口阀，5-第三段漂洗水泵，6-第三段漂洗水泵出口阀，7-第二段漂洗水泵，8-第二段漂洗水泵出口阀，9-第一段漂洗水泵，10-第一段漂洗水泵出口阀，11-第四段漂洗水池，12-第三段漂洗水池，13-第二段漂洗水池，14-第一段漂洗水池，15-漂洗装置浆料出口阀，16-第四段漂洗的漂洗装置出浆口处浆料压力表，17-清水阀，18-清水压力表，19-第四段漂洗的漂洗装置，20-第三段漂洗的漂洗装置，21-第三段漂洗水压力表，22-第二段漂洗的漂洗装置，23-第二段漂洗水压力表，24-第一段漂洗的漂洗装置，25-第一段漂洗水压力表，26-进水管，27-废水布套内槽，28-弹性胶圈Ⅰ，29-漂洗布套内槽，30-弹性胶圈Ⅱ，31-水孔，32-中心管，33-浆料管，34-定位圆钢Ⅰ，35-不锈钢水管，36-不锈钢笼架，37-漂洗布套，38-废水布套，39-定位圆钢Ⅱ，40-外环，41-圆钢，42-内环，43-废水布套缝合位，44-漂洗布套缝合位，45-出浆口。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式对本发明做具体的说明，但本发明的保护范围并不局限于以下实施例中。
如图1-10所示，本发明的一种酸处理后的浆料漂洗装置为多段的S形管道，每段管道包括中心管32、浆料管33、不锈钢水管35、漂洗布套37和废水布套38；所述浆料管33环绕中心管32外层，所述中心管32和浆料管33之间通过定位圆钢Ⅰ34焊接定位；所述不锈钢水管35两端活动托在中心管32内，在不锈钢水管35的管壁上开设有水孔31(不锈钢水管作为承受重量和清洗水流通的作用)；所述漂洗布套37套在不锈钢水管35上且漂洗布套37两端通过弹性胶圈Ⅱ30内卡连接于中心管32内；所述废水布套38设于装置的外层且废水布套38两端通过弹性胶圈Ⅰ28内卡连接于浆料管33内；所述废水布套38内侧与漂洗布套37外侧之间用不锈钢笼架36支撑；第一段管道还将浆料管的端口设置成进浆口；最后一段管道还将浆料管的端口设置成出浆口45，且中心管32靠近出浆口45的一端连通进水管26。优选地，所述不锈钢笼架36从里到外包括内环42和外环40，所述外环40之间通过圆钢41连接固定，所述内环42之间也通过圆钢41连接固定，所述外环40与内环42之间通过定位圆钢Ⅱ39焊接定位；以保证废水布套38和漂洗布套37之间的缝隙基本保持一致，且浆料能顺畅通过。优选地，所述漂洗布套37、废水布套38均为涤纶滤布。
酸处理后的浆料经泵打入进浆口进入浆料管33中，然后通过漂洗布套37外侧和废水布套38内侧之间的管缝，最后从出浆口45出来。漂洗水从进水管26进水后经中心管32进入不锈钢水管35，再从不锈钢水管35上的水孔31进入漂洗布套37内，漂洗水在压力作用下渗透进入被漂洗浆料中，而被漂洗浆料中的酸性废水同样在压力的作用下渗透至废水布套38外侧排出(从而使浆料得以漂洗)，由于重力作用渗透到废水布套38外侧的水掉入位于漂洗装置下方的漂洗水池中。
本发明的一种酸处理后浆料漂洗工艺，是基于上述漂洗装置来实现的，浆料从酸处理釜中出来后，通过管道泵送至漂洗装置中进行漂洗；所述漂洗分数段，浆料从上一段漂洗的漂洗装置漂洗出来后进入下一段漂洗的漂洗装置继续漂洗；下一段漂洗的漂洗装置产生的废水用作漂洗水用于上一段漂洗的漂洗装置进行漂洗，最后一段漂洗的漂洗水采用清水，第一段漂洗的漂洗装置产生的废水送至下一个废水处理工艺；所述漂洗水与浆料的流向互为逆向。
优选地，所述进水管处的漂洗水压控制在0.11Mpa～0.13Mpa，出浆口处的浆料压力控制在0.10Mpa。
优选地，所述浆料为酸处理后的活性白土活化浆料或高岭土酸化浆料。
如图1所示，浆料从酸处理釜1中出来后，通过管道泵送至第一段漂洗的漂洗装置24的浆料管中进行漂洗，浆料通过第一段漂洗的漂洗装置24后进入第二段漂洗的漂洗装置22的浆料管中进行漂洗，浆料通过第二段漂洗的漂洗装置22后进入第三段漂洗的漂洗装置20的浆料管中进行漂洗，浆料通过第三段漂洗的漂洗装置20后进入第四段漂洗的漂洗装置19的浆料管中进行漂洗，浆料通过第四段漂洗的漂洗装置19后从出浆口45出来通过管道送至下一个压滤工艺。采用清水对进入第四段漂洗的漂洗装置19中的浆料进行漂洗，用收集于第四段漂洗水池11的废水对第三段漂洗的漂洗装置20中的浆料进行漂洗，用收集于第三段漂洗水池12的废水对第二段漂洗的漂洗装置22中的浆料进行漂洗，用收集于第二段漂洗水池13的废水对第一段漂洗的漂洗装置24中的浆料进行漂洗，收集于第一段漂洗水池14的废水送至下一个废水处理工艺。
本发明的以下实施例中，所采用的装置如图1-10所示，漂洗分四段，每段漂洗布套、废水布套各9条，每条长度6米，浆料管管径
Figure BDA0002816798180000052
，漂洗装置大弯头为DN80、中心管为DN50弯头、不锈钢水管
Figure BDA0002816798180000051
，不锈钢水管于漂洗装置中为活动式安装，即可以向两端活动，以方便拆装。
本发明以活性白土活化浆料的漂洗为例，漂洗浆料选用田东锦实科技有限公司的活性白土活化浆料，酸浓度(以H2SO4计)＝18.2％，浆料浓度0.31吨/m3。
实施例1
打开浆料泵进口阀2、漂洗装置浆料出口阀15，启动浆料泵3，打开浆料泵出口阀4，浆料进入第一段漂洗的漂洗装置24。同时，启动第一段漂洗水泵9，并打开第一段漂洗水泵出口阀10，用收集于第二段漂洗水池13的废水对第一段漂洗的漂洗装置24中的浆料进行漂洗；当浆料进入第二段漂洗的漂洗装置22时，启动第二段漂洗水泵7，并打开第二段漂洗水泵出口阀8，用收集于第三段漂洗水池12的废水对第二段漂洗的漂洗装置22中的浆料进行漂洗；浆料进入第三段漂洗的漂洗装置20时，启动第三段漂洗水泵5，并打开第三段漂洗水泵出口阀6，用收集于第四段漂洗水池11的废水对第三段漂洗的漂洗装置20中的浆料进行漂洗；浆料进入第四段漂洗的漂洗装置19时，打开清水阀17，用清水对进入第四段漂洗的漂洗装置19中的浆料进行漂洗。
调节漂洗装置浆料出口阀15，使漂洗浆料压力(第四段漂洗的漂洗装置出浆口处浆料压力表16显示的压力值)控制在0.10Mpa，依次调节清水阀17、第三段漂洗水泵出口阀6、第二段漂洗水泵出口阀8、第一段漂洗水泵出口阀10，使各段漂洗水压力(清水压力表18、第三段漂洗水压力表21、第二段漂洗水压力表23、第二段漂洗水压力表25显示的压力值)均为0.11Mpa。
收集第一段漂洗装置14产生的废水去废水处理。
检测第四段漂洗废水的pH值。
实施例1情况如下：
Figure BDA0002816798180000061
实施例2
打开浆料泵进口阀2、漂洗装置浆料出口阀15，启动浆料泵3，打开浆料泵出口阀4，浆料进入第一段漂洗的漂洗装置24。同时，启动第一段漂洗水泵9，并打开第一段漂洗水泵出口阀10，用收集于第二段漂洗水池13的废水对第一段漂洗的漂洗装置24中的浆料进行漂洗；当浆料进入第二段漂洗的漂洗装置22时，启动第二段漂洗水泵7，并打开第二段漂洗水泵出口阀8，用收集于第三段漂洗水池12的废水对第二段漂洗的漂洗装置22中的浆料进行漂洗；浆料进入第三段漂洗的漂洗装置20时，启动第三段漂洗水泵5，并打开第三段漂洗水泵出口阀6，用收集于第四段漂洗水池11的废水对第三段漂洗的漂洗装置20中的浆料进行漂洗；浆料进入第四段漂洗的漂洗装置19时，打开清水阀17，用清水对进入第四段漂洗的漂洗装置19中的浆料进行漂洗。
调节漂洗装置浆料出口阀15，使漂洗浆料压力(第四段漂洗的漂洗装置出浆口处浆料压力表16显示的压力值)控制在0.10Mpa，依次调节清水阀17、第三段漂洗水泵出口阀6、第二段漂洗水泵出口阀8、第一段漂洗水泵出口阀10，使各段漂洗水压力(清水压力表18、第三段漂洗水压力表21、第二段漂洗水压力表23、第二段漂洗水压力表25显示的压力值)均为0.12Mpa。
收集第一段漂洗装置14产生的废水去废水处理。
检测第四段漂洗废水的pH值。
实施例2情况如下：
Figure BDA0002816798180000071
实施例3
打开浆料泵进口阀2、漂洗装置浆料出口阀15，启动浆料泵3，打开浆料泵出口阀4，浆料进入第一段漂洗的漂洗装置24。同时，启动第一段漂洗水泵9，并打开第一段漂洗水泵出口阀10，用收集于第二段漂洗水池13的废水对第一段漂洗的漂洗装置24中的浆料进行漂洗；当浆料进入第二段漂洗的漂洗装置22时，启动第二段漂洗水泵7，并打开第二段漂洗水泵出口阀8，用收集于第三段漂洗水池12的废水对第二段漂洗的漂洗装置22中的浆料进行漂洗；浆料进入第三段漂洗的漂洗装置20时，启动第三段漂洗水泵5，并打开第三段漂洗水泵出口阀6，用收集于第四段漂洗水池11的废水对第三段漂洗的漂洗装置20中的浆料进行漂洗；浆料进入第四段漂洗的漂洗装置19时，打开清水阀17，用清水对进入第四段漂洗的漂洗装置19中的浆料进行漂洗。
调节漂洗装置浆料出口阀15，使漂洗浆料压力(第四段漂洗的漂洗装置出浆口处浆料压力表16显示的压力值)控制在0.10Mpa，依次调节清水阀17、第三段漂洗水泵出口阀6、第二段漂洗水泵出口阀8、第一段漂洗水泵出口阀10，使各段漂洗水压力(清水压力表18、第三段漂洗水压力表21、第二段漂洗水压力表23、第二段漂洗水压力表25显示的压力值)均为0.13Mpa。
收集于第一段漂洗水池14产生的废水去废水处理。
检测第四段漂洗废水的pH值。
实施例3情况如下：
Figure BDA0002816798180000072

Claims (6)

1.一种酸处理后的浆料漂洗装置，其特征在于：所述漂洗装置为多段的S形管道，每段管道包括中心管、浆料管、不锈钢水管、漂洗布套和废水布套；所述浆料管环绕中心管外层，所述中心管和浆料管之间通过定位圆钢Ⅰ焊接定位；所述不锈钢水管两端活动托在中心管内，在不锈钢水管的管壁上开设有水孔；所述漂洗布套套在不锈钢水管上且漂洗布套两端通过弹性胶圈Ⅱ内卡连接于中心管内；所述废水布套设于装置的外层且废水布套两端通过弹性胶圈Ⅰ内卡连接于浆料管内；所述废水布套内侧与漂洗布套外侧之间用不锈钢笼架支撑；第一段管道还将浆料管的端口设置成进浆口；最后一段管道还将浆料管的端口设置成出浆口，且中心管靠近出浆口的一端连通进水管。
2.根据权利要求1所述的所述酸处理后的浆料漂洗装置，其特征在于：所述不锈钢笼架从里到外包括内环和外环，所述外环之间通过圆钢连接固定，所述内环之间也通过圆钢连接固定，所述外环与内环之间通过定位圆钢Ⅱ焊接定位。
3.根据权利要求1所述的所述酸处理后的浆料漂洗装置，其特征在于：所述漂洗布套、废水布套均为涤纶滤布。
4.一种酸处理后的浆料漂洗工艺，其特征在于：包括权利要求1-3任一项所述的漂洗装置，浆料从酸处理釜中出来后，通过管道泵送至漂洗装置中进行漂洗；所述漂洗分数段，浆料从上一段漂洗的漂洗装置漂洗出来后进入下一段漂洗的漂洗装置继续漂洗；下一段漂洗的漂洗装置产生的废水用作漂洗水用于上一段漂洗的漂洗装置进行漂洗，最后一段漂洗的漂洗水采用清水，第一段漂洗的漂洗装置产生的废水送至下一个废水处理工艺；所述漂洗水与浆料的流向互为逆向。
5.根据权利要求4所述的一种酸处理后的浆料漂洗工艺，其特征在于：所述进水管处的漂洗水压控制在0.11Mpa～0.13Mpa，出浆口处的浆料压力控制在0.10Mpa。
6.根据权利要求4所述的一种酸处理后的浆料漂洗工艺，其特征在于：所述浆料为酸处理后的活性白土活化浆料或高岭土酸化浆料。
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