CN114159962A - 一种利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,利用氯化氢气体与氨碱法纯碱生产中的制碱废渣为原料,通过粉碎/研磨调浆,经过两级反应器反应制得氯化钙溶液,同时利用高浓度氯化钙溶液与硫酸反应制取高纯度纤维硫酸钙,通过该方法生产的氯化钙和纤维硫酸钙中镁离子等杂质含量大大降低,其中本方法所制取的氯化钙浓度≥50%,纤维硫酸钙的纯度≥99%。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法。
背景技术
氨碱法纯碱工业生产中产生大量工业废制碱废渣,主要成分为氢氧化钙、氯化钙、碳酸钙、氢氧化镁、二氧化硅和黏土等成分,很难再利用。随制碱工业的迅速发展,大量碱渣只能地表堆积或排入海洋。近年来,为减少废弃碱渣对生态环境的影响,碱渣的治理与再利用成为研究热点。例如,建筑工程领域将碱渣用于生产无熟料水泥、砌块、胶凝材料;农业方面用碱渣富含微量元素生产植物复合肥和酸性土壤的改良剂;热电利用碱渣作烟气的脱硫剂等。但是,上述治理方法对碱渣的消耗量少且利用成本较高,经济性较差。
酸法生产氯化钙的常用方法是用盐酸和石灰石或者其他含钙原料反应制取氯化钙,因盐酸浓度最高为31%,通过该方法制取的氯化钙浓度为15~25%,再蒸发、浓缩、结晶生产固体氯化钙时蒸汽消耗较高。
我国每年产生废硫酸上亿吨,废硫酸处理费用高、环保压力大,提高废硫酸的资源利用,提高产品品质,提高资源附加值,是行业持续发展的良好途径。
通过硫酸与氯化钙反应制取硫酸钙,同时利用氨碱法纯碱生产中制碱废渣吸收氯化氢尾气制取高品质高浓度氯化钙,在实现资源合理利用的同时,提高了产品品质,提高资源附加值,为制碱废渣和废硫酸的的良好利用提供了一种合理应用途径。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用氨碱法制碱废渣和工业废硫酸生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,通过该方法生产的氯化钙和纤维硫酸钙中镁离子等杂质含量大大降低,其中本方法所制取的氯化钙浓度≥50%,纤维硫酸钙的纯度≥99%。
为解决上述技术问题,本发明包括如下步骤:
(1)将制碱废渣粉碎/研磨成细小粒径的颗粒,加水和/或回用清液和/或稀盐酸调浆,得到碱渣料浆;
(2)将一部分碱渣料浆打入至反应器I上部,另一部分部分碱渣料浆打入反应器Ⅱ内;反应器I内的碱渣料浆自上而下喷淋,与自下而上的氯化氢气体逆流接触反应,反应产物在反应器底部汇集,强制循环返回反应器I继续反应,反应得到的料浆进入反应器Ⅱ;
(3)将步骤(2)中反应制得的料浆与步骤(1)中制得的碱渣料浆在反应器Ⅱ内充分混合反应,反应温度为70~90℃,得到pH达到10.5以上的溢出液料浆渣浆;
(4)将步骤(3)中溢出液料浆Ⅱ进入澄清桶沉降,上层料液通过陶瓷膜过滤后得到氯化钙清液,再送入氯化钙储罐并加入浓盐酸调节pH值至6.5~7.5得到成品氯化钙溶液,下层料液沉降增稠后由澄清桶底部排料口排出渣浆;
(5)将步骤(3)和(4)中的渣浆送入余渣收集槽经过固液分离,得到固渣和清液,固渣外排,清液回到调浆罐;
(6)将反应器I及反应器Ⅱ顶部产生的含有氯化氢的尾气经过两级净化吸收塔达标后排空,自来水或纯水做吸收剂逆流吸收后得到的稀盐酸送回调浆罐调浆,浓盐酸送回氯化钙储罐调节PH;
(7)将步骤(4)得到部分成品氯化钙溶液泵入反应器Ⅲ与硫酸进行反应,产生的氯化氢气体经抽空和冷却后进入反应器I,反应产物在反应器Ⅲ底部汇集后,得到的料浆送入固液分离器;
(8)将步骤(7)中的料浆经固液分离器进行固液分离后,清液经清液管线回到调浆罐,产生的硫酸钙固体送入过滤洗涤装置;
(9)将步骤(8)中硫酸钙固体经过滤和洗涤,得到硫酸钙产品和洗涤液,洗涤液送入尾气净化装置,作为吸收剂。
所述的步骤(1)中,将制碱废渣粉碎/研磨为粒径为4~400μm的颗粒。
所述的步骤(1)中,碱渣料浆固含量为10~30%,氯化钙浓度为7~10%, Mg2+含量为100 ~2000ppm。
所述的步骤(2)中,反应器I中反应温度为70~90℃;反应过程通过循环泵强制循环,反应后制得的料浆的PH为1~5.5。
所述的反应器Ⅰ内设置填料层,填料层为多层倾斜角为30°~60°的隔板,隔板间距1.5~3cm;倾斜方向逐层交替布置。
所述步骤(4)中的澄清桶内上部设置浸没、外压式浸没式平板膜过滤器,负压抽滤,控制压力-0.01~ -0.1MPa,过滤温度40~80℃,通量控制在50~150 L/m2.h,所制得滤清液中氯化钙含量≥50%,Mg2+含量为1~50ppm,SO4 2+为1~15ppm。
所述步骤(5)中的固液分离包括压滤机、离心分离机或卧螺离心机。
所述的两级净化吸收塔采用聚丙烯阶梯环填料,填料分三层,上层环φ4-5cm,中层环φ7-8cm,下层环φ10-15cm,填料层厚度比例1:2:1,尾气经吸收后制得的浓盐酸浓度为10~31%,稀盐酸浓度为0.1%~10%。
所述步骤(7)中,反应器Ⅲ为夹套式,使用蒸汽间接加热,反应过程通过搅拌作用进行,负压抽气,控制压力-0.01~ -0.05MPa,反应温度90~200℃,硫酸进料浓度为90%~98%,氯化钙溶液进料浓度≥30~55%,CaCL2与H2SO4的摩尔比为1~1.05。
所述步骤(7)中,真空泵出口压力为0.5~5Kpa,冷却器包括碳化硅和石墨管式换热器,冷却器出口温度为30~60℃。
所述步骤(8)中的固液分离器包括压滤机、离心分离机或卧螺离心机。
所述步骤(9)中,过滤和洗涤装置包括带式过滤机或真空转鼓过滤机,洗涤和过滤后的半水纤维硫酸钙纯度≥99%,生成的产物长度为1~20um,长径比>10,氯根含量≤10ppm,Mg2+含量≤30ppm。
本发明为氨碱法纯碱的制碱废渣和工业废硫酸提供一种综合利用途径,在减少固体碱渣排放,实现两种工业废弃物资源化利用的同时,通过本发明生产出的氯化钙溶液浓度达50%以上,大大高于与传统酸法氯化钙生产,用于后续固体氯化钙的生产可有效降低蒸发结晶过程的蒸汽消耗;通过本发明生产出的半水纤维硫酸钙纯度可达99%以上,纯度超过卤水法硫酸钙产品;产品氯化钙和半水纤维硫酸钙中的镁离子和硫酸根离子的含量大大降低,产品品质高。
附图说明
图1是本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1
参照图1,本发明所采用的装置,包括破碎机、调浆罐、反应器I、反应器Ⅱ、反应器Ⅲ、澄清桶、浸没式过滤器、余渣收集槽、固液分离器I、固液分离器Ⅱ、过滤洗涤装置、尾气净化装置、储罐,反应器I、反应器II、反应器Ⅲ、浸没式过滤器、余渣收集槽、固液分离器、过滤洗涤装置及尾气净化装置的自身结构为公知技术。具体连接方式为:
破碎机连接调浆罐,调浆罐下部设有浆料管线,浆料管线上设有循环泵,循环泵后浆料管线分两路,第一路通过第一管线01连接至反应器I料浆入口,第二路通过第二管线02连接至反应器Ⅱ料浆入口;反应器I底部的排料口与循环入口之间设有循环管线,循环管线上设置料液强制循环泵,循环管线与第二管线02之间经第三管线03连通,反应器I和反应器Ⅱ的气相出口分别由管线汇集连接至尾气净化装置,尾气净化装置为两级净化吸收塔;反应器Ⅱ的溢流口通过第四管线04连接至澄清桶,反应器Ⅱ的底部排渣口由管线连接至余渣收集槽,澄清桶内设置浸没式过滤器,浸没式过滤器经滤清液管线05连接至氯化钙储罐,澄清桶底部由管线连接至余渣收集槽,余渣收集槽连接至固液分离器I,固液分离器I设置固渣排放口和清液管线,清液管线连通调浆罐;尾气净化装置后第一路经浓盐酸管线连接至储罐,第二路经稀盐酸管线连接至调浆罐,第三路连通大气后排空;氯化钙储罐后经泵连接至反应器Ⅲ,反应器Ⅲ的气相出口连接至真空泵,并经过冷却器后连接至反应器I,反应器Ⅲ底部排渣口由料浆管线连接至固液分离器Ⅱ、再依次连接过滤洗涤装置和硫酸钙收集槽,固液分离器Ⅱ后的清液管线IV连接至调浆罐,过滤洗涤装置的洗涤液管线连接至尾气净化装置。
该利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,包括如下步骤:
(1)、将制碱废渣粉碎/研磨为粒径为4~39μm的颗粒,使用本系统步骤(5)的回用清液、步骤(8)回用清液IV和/或稀盐酸调浆,得到碱渣料浆,碱渣料浆固含量为30%,料浆中氯化钙浓度为10%, Mg2+含量为1000ppm。
(2)、将碱渣浆料送入反应器I上部自上而下喷淋,与自下而上逆流进入反应器I的氯化氢气体反应,反应产物在反应器I底部汇集,经过底部排料泵加压后部分料液经反应器I上部的回流入口返回反应器I继续反应,反应后得到的料浆I进入反应器Ⅱ。
反应器Ⅰ内设置填料层,填料层为多层倾斜角为30°的隔板,隔板间距1.5cm;倾斜方向逐层交替布置。反应器I中反应温度为70~90℃;反应温度是依靠自身中和反应过程中释放热量,反应过程通过循环泵强制循环,反应后制得的料浆I的PH为1.0。
(3)、将步骤(2)中反应制得的料浆I与步骤(1)中制得的碱渣料浆在反应器Ⅱ内充分混合反应,反应温度为70~90℃,pH达到10.5以上的料浆Ⅱ通过溢流口进入澄清桶沉降,比重较大的固体颗粒在中和反应器沉积后得到的渣浆I通过排渣口排出回到余渣收集槽。
(4)、将步骤(3)中溢流出料液进入澄清桶沉降,澄清桶内上部设置浸没、外压式、浸没式平板膜过滤器,膜材质碳化硅膜孔径为100nm,采用负压抽滤,控制压力 -0.01MPa,过滤温度40℃,通量控制在50~150 L/m2.h,当膜通量低于50 L/m2.h时或定期用其产水反冲洗,膜反冲洗无法恢复通量时采用0.5-1mol/L HCl化学清洗。陶瓷膜所制得滤清液中氯化钙含量≥50%,Mg2+含量为1ppm,SO4 2+为1ppm。所制得氯化钙的滤清液进入储罐并与本系统的浓盐酸调节pH值6~7.5得到成品氯化钙溶液储存。澄清桶内下层料液沉降增稠后得到的渣浆Ⅱ由澄清桶底部排料口排出回到余渣收集槽。
(5)、将步骤(3)和(4)中进入余渣收集槽的渣浆使用卧螺离心机进行固液分离,得到固渣和清液,固渣外排,清液回到调浆罐。
(6)、将将反应器I及反应器Ⅱ顶部产生的含有氯化氢的尾气经过两级净化吸收塔达标后排空,以自来水或纯水以及来自步骤(9)的洗涤液为吸收剂,与尾气逆流吸收后得到的稀盐酸送回调浆罐调浆,浓盐酸送回氯化钙储罐调节PH。净化吸收塔采用聚丙烯阶梯环填料,填料分三层,上层环φ4-5cm,中层环φ7-8cm,下层环φ10-15cm,填料层厚度比例1:2:1,尾气经吸收后制得的浓盐酸浓度为20%,稀盐酸浓度为2%。
(7)、将步骤(4)得到部分成品氯化钙溶液泵入反应器Ⅲ与硫酸进行反应,产生的氯化氢气体经抽空和冷却后进入反应器I,反应产物在反应器Ⅲ底部汇集后,得到的料浆Ⅲ进入固液分离器Ⅱ。
反应器Ⅲ为夹套式,使用蒸汽间接加热,反应过程在搅拌作用进行,采用真空泵负压抽气,控制压力-0.05MPa,反应温度115℃,反应时间为25min,硫酸进料浓度为78%,氯化钙溶液进料浓度50%,控制CaCL2与H2SO4进料的摩尔比为1.05,真空泵出口压力为3Kpa,冷却器为碳化硅列管式换热器,冷却器的气相出口温度为45℃。
(8)、将步骤(7)中进入固液分离器Ⅱ的料浆Ⅲ经离心分离机固液分离后,清液IV回到调浆罐,产生的硫酸钙固体进入过滤洗涤装置。
(9)、将步骤(8)中硫酸钙固体使用真空转鼓过滤机进行循环洗涤和过滤,产生的洗涤液进入尾气净化装置作为吸收剂,所制得的纤维硫酸钙长度20um,长径比>10,纯度≥99%,其中氯根含量≤10ppm,Mg2+含量≤30ppm。
实施例2
该利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,采用实施例1所述的装置,包括如下步骤:
(1)、将制碱废渣粉碎/研磨为粒径为40~70μm的颗粒,使用本系统步骤(5)的回用清液、步骤(8)回用清液IV和/或稀盐酸调浆,得到碱渣料浆,碱渣料浆固含量为10%,料浆中氯化钙浓度为5%, Mg2+含量为100ppm。
(2)、将碱渣浆料送入反应器I上部自上而下喷淋,与自下而上逆流进入反应器I的氯化氢气体反应,反应产物在反应器I底部汇集,经过底部排料泵加压后部分料液经反应器I上部的回流入口返回反应器I继续反应,反应后得到的料浆I进入反应器Ⅱ。
反应器Ⅰ内设置填料层,为多层倾斜角为45°的隔板,隔板间距3cm;倾斜方向逐层交替布置。反应器I中反应温度为70~90℃;反应温度是依靠自身中和反应过程中释放热量,反应过程通过循环泵强制循环,反应后制得的料浆I的PH为3.0。
(3)、将步骤(2)中反应制得的料浆I与步骤(1)中制得的碱渣料浆在反应器Ⅱ内充分混合反应,反应温度为70~90℃,pH达到10.5以上的料浆Ⅱ通过溢流口进入澄清桶沉降,比重较大的固体颗粒在中和反应器沉积后得到的渣浆I通过排渣口排出回到余渣收集槽。
(4)、将步骤(3)中溢流出料液进入澄清桶沉降,澄清桶内上部设置浸没、外压式浸没式有机平板膜过滤器,膜孔径为50nm,采用负压抽滤,控制压力 -0.1MPa,过滤温度80℃,通量控制在50~150 L/m2.h,当膜通量低于50 L/m2.h时或定期用其产水反冲洗,膜反冲洗无法恢复通量时采用0.5-1mol/L HCl化学清洗。陶瓷膜所制得滤清液中氯化钙含量≥50%,Mg2+含量为1~50ppm,SO4 2+为1~15ppm。所制得氯化钙的滤清液进入储罐并与本系统的浓盐酸调节pH值至7得到成品氯化钙溶液储存。澄清桶内下层料液沉降增稠后得到的渣浆Ⅱ由澄清桶底部排料口排出回到余渣收集槽。
(5)、将步骤(3)和(4)中进入余渣收集槽的渣浆使用卧螺离心机进行固液分离,得到固渣和清液,固渣外排,清液回到调浆罐。
(6)、将将反应器I及反应器Ⅱ顶部产生的含有氯化氢的尾气经过两级净化吸收塔达标后排空,以自来水或纯水以及来自步骤(9)的洗涤液为吸收剂,与尾气逆流吸收后得到的稀盐酸送回调浆罐调浆,浓盐酸送回氯化钙储罐调节PH。净化吸收塔采用聚丙烯阶梯环填料,填料分三层,上层环φ4-5cm,中层环φ7-8cm,下层环φ10-15cm,填料层厚度比例1:2:1,尾气经吸收后制得的浓盐酸浓度为10~31%,稀盐酸浓度为0.1%~10%。
(7)、将步骤(4)得到部分成品氯化钙溶液泵入反应器Ⅲ与硫酸进行反应,产生的氯化氢气体经抽空和冷却后进入反应器I,反应产物在反应器Ⅲ底部汇集后,得到的料浆Ⅲ进入固液分离器Ⅱ。
反应器Ⅲ为夹套式,使用蒸汽间接加热,反应过程在搅拌作用进行,采用真空泵负压抽气,控制压力-0.03MPa,反应温度120℃,反应时间为20min,硫酸进料浓度为82%,氯化钙溶液进料浓度50%,控制CaCL2与H2SO4进料的摩尔比为1.05。真空泵出口压力为4.2Kpa,冷却器为石墨材质列管式换热器,冷却器的气相出口温度为40℃。
(8)、将步骤(7)中进入固液分离器Ⅱ的料浆Ⅲ经离心分离机固液分离后,清液IV回到调浆罐,产生的硫酸钙固体进入过滤洗涤装置。
(9)、将步骤(8)中硫酸钙固体使用真空转鼓过滤机进行循环洗涤和过滤,产生的洗涤液进入尾气净化装置作为吸收剂,所制得的纤维硫酸钙长度12um,长径比>10,纯度≥99%,氯根含量≤10ppm,Mg2+含量≤30ppm。
实施例3
该利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,采用实施例1所述的装置,包括如下步骤:
(1)、将制碱废渣粉碎/研磨为粒径为71~400μm的颗粒,使用本系统步骤(5)的回用清液、步骤(8)的回用清液IV和/或稀盐酸调浆,得到碱渣料浆,碱渣料浆固含量为15%,料浆中氯化钙浓度为8%, Mg2+含量为2000ppm。
(2)、将碱渣浆料送入反应器I上部自上而下喷淋,与自下而上逆流进入反应器I的氯化氢气体反应,反应产物在反应器I底部汇集,经过底部排料泵加压后部分料液经反应器I上部的回流入口返回反应器I继续反应,反应后得到的料浆I进入反应器Ⅱ。
反应器Ⅰ内设置填料层,为多层倾斜角为60°的隔板,隔板间距2cm;倾斜方向逐层交替布置。反应器I中反应温度为70~90℃;反应温度是依靠自身中和反应过程中释放热量,反应过程通过循环泵强制循环,反应后制得的料浆I的PH为5.5。
(3)、将步骤(2)中反应制得的料浆I与步骤(1)中制得的碱渣料浆在反应器Ⅱ内充分混合反应,反应温度为70~90℃,pH达到10.5以上的料浆Ⅱ通过溢流口进入澄清桶沉降,比重较大的固体颗粒在中和反应器沉积后得到的渣浆I通过排渣口排出回到余渣收集槽。
(4)、将步骤(3)中溢流出料液进入澄清桶沉降,澄清桶内上部设置浸没、外压式浸没式有机平板膜过滤器,膜孔径为50nm,采用负压抽滤,控制压力 -0.06MPa,过滤温度80℃,通量控制在50~150 L/m2.h,当膜通量低于50 L/m2.h时或定期用其产水反冲洗,膜反冲洗无法恢复通量时采用0.5-1mol/L HCl化学清洗。陶瓷膜所制得滤清液中氯化钙含量≥50%,Mg2+含量为1~50ppm,SO4 2+为1~15ppm。所制得氯化钙的滤清液进入储罐并与本系统的浓盐酸调节pH值至7得到成品氯化钙溶液储存。澄清桶内下层料液沉降增稠后得到的渣浆Ⅱ由澄清桶底部排料口排出回到余渣收集槽。
(5)、将步骤(3)和(4)中进入余渣收集槽的渣浆使用卧螺离心机进行固液分离,,得到固渣和清液,固渣外排,清液回到调浆罐。
(6)、将将反应器I及反应器Ⅱ顶部产生的含有氯化氢的尾气经过两级净化吸收塔达标后排空,以自来水或纯水以及来自步骤(9)的洗涤液为吸收剂,与尾气逆流吸收后得到的稀盐酸送回调浆罐调浆,浓盐酸送回氯化钙储罐调节PH。净化吸收塔采用聚丙烯阶梯环填料,填料分三层,上层环φ4-5cm,中层环φ7-8cm,下层环φ10-15cm,填料层厚度比例1:2:1,尾气经吸收后制得的浓盐酸浓度为10~31%,稀盐酸浓度为0.1%~10%。
(7)、将步骤(4)得到部分成品氯化钙溶液泵入反应器Ⅲ与硫酸进行反应,产生的氯化氢气体经抽空和冷却后进入反应器I,反应产物在反应器Ⅲ底部汇集后,得到的料浆Ⅲ进入固液分离器Ⅱ。
反应器Ⅲ为夹套式,使用蒸汽间接加热,反应过程在搅拌作用进行,采用真空泵负压抽气,控制压力 -0.03MPa,反应温度120℃,反应时间为20min,硫酸进料浓度为82%,氯化钙溶液进料浓度50%,控制CaCL2与H2SO4进料的摩尔比为1.05,真空泵出口压力为4.2Kpa,冷却器为石墨材质列管式换热器,冷却器的气相出口温度为40℃。
(8)、将步骤(7)中进入固液分离器Ⅱ的料浆Ⅲ经离心分离机固液分离后,清液IV回到调浆罐,产生的硫酸钙固体进入过滤洗涤装置。
(9)、将步骤(8)中硫酸钙固体使用真空转鼓过滤机进行循环洗涤和过滤,产生的洗涤液进入尾气净化装置作为吸收剂,所制得的纤维硫酸钙长度12um,长径比>10,纯度≥99%,氯根含量≤10ppm,Mg2+含量≤30ppm。
除非另有说明,本发明所说的浓度均为质量浓度,所用硫酸可以是工业废硫酸。
Claims (12)
1.一种利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)将制碱废渣粉碎/研磨成细小粒径的颗粒,加水和/或回用清液和/或稀盐酸调浆,得到碱渣料浆;
(2)将一部分碱渣料浆打入至反应器I上部,另一部分部分碱渣料浆打入反应器Ⅱ内;反应器I内的碱渣料浆自上而下喷淋,与自下而上的氯化氢气体逆流接触反应,反应产物在反应器底部汇集,强制循环返回反应器I继续反应,反应得到的料浆进入反应器Ⅱ;
(3)将步骤(2)中反应制得的料浆与步骤(1)中制得的碱渣料浆在反应器Ⅱ内充分混合反应,反应温度为70~90℃,得到pH达到10.5以上的溢出液料浆和渣浆;
(4)将步骤(3)中溢出液料浆送入澄清桶沉降,上层料液通过陶瓷膜过滤后得到氯化钙清液,再送入氯化钙储罐并加入浓盐酸调节pH值至6.5~7.5得到成品氯化钙溶液,下层料液沉降增稠后由澄清桶底部排料口排出渣浆;
(5)将步骤(3)和(4)中的渣浆送入余渣收集槽经过固液分离,得到固渣和清液,固渣外排,清液回到调浆罐;
(6)将反应器I及反应器Ⅱ顶部产生的含有氯化氢的尾气经过两级净化吸收塔达标后排空,自来水或纯水做吸收剂逆流吸收后得到的稀盐酸送回调浆罐调浆,浓盐酸送回氯化钙储罐调节PH;
(7)将步骤(4)得到部分成品氯化钙溶液泵入反应器Ⅲ与硫酸进行反应,产生的氯化氢气体经抽空和冷却后进入反应器I,反应产物在反应器Ⅲ底部汇集后,得到的料浆送入固液分离器;
(8)将步骤(7)中的料浆经固液分离器进行固液分离后,清液经清液管线回到调浆罐,产生的硫酸钙固体送入过滤洗涤装置;
(9)将步骤(8)中硫酸钙固体经过滤和洗涤,得到硫酸钙产品和洗涤液,洗涤液送入尾气净化装置,作为吸收剂。
2.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述的步骤(1)中,将制碱废渣粉碎/研磨为粒径为4~400μm的颗粒。
3.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述的步骤(1)中,碱渣料浆固含量为10~30%,氯化钙浓度为7~10%, Mg2+含量为100 ~2000ppm。
4.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述的步骤(2)中,反应器I中反应温度为70~90℃;反应过程通过循环泵强制循环,反应后制得的料浆的PH为1~5.5。
5.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述的反应器Ⅰ内设置填料层,填料层为多层倾斜角为30°~60°的隔板,隔板间距1.5~3cm;倾斜方向逐层交替布置。
6.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述步骤(4)中的澄清桶内上部设置浸没、外压式、浸没式平板膜过滤器,负压抽滤,控制压力-0.01~ -0.1MPa,过滤温度40~80℃,通量控制在50~150 L/m2.h,所制得滤清液中氯化钙含量≥50%,Mg2+含量为1~50ppm,SO4 2+为1~15ppm。
7.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述步骤(5)中的固液分离包括压滤机、离心分离机或卧螺离心机。
8.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述的两级净化吸收塔采用聚丙烯阶梯环填料,填料分三层,上层环φ4-5cm,中层环φ7-8cm,下层环φ10-15cm,填料层厚度比例1:2:1,尾气经吸收后制得的浓盐酸浓度为10~31%,稀盐酸浓度为0.1%~10%。
9.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述步骤(7)中,反应器Ⅲ为夹套式,使用蒸汽间接加热,反应过程通过搅拌作用进行,负压抽气,控制压力-0.01~ -0.05MPa,反应温度90~200℃,硫酸进料浓度为90%~98%,氯化钙溶液进料浓度≥30~55%,CaCL2与H2SO4的摩尔比为1~1.05。
10.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述步骤(7)中,真空泵出口压力为0.5~5Kpa,冷却器包括碳化硅和石墨管式换热器,冷却器出口温度为30~60℃。
11.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述步骤(8)中的固液分离器包括压滤机、离心分离机或卧螺离心机。
12.按照权利要求1所述的利用氨碱法制碱废渣生产高浓度氯化钙溶液和高纯度纤维硫酸钙的方法,其特征在于所述步骤(9)中,过滤和洗涤装置包括带式过滤机或真空转鼓过滤机,洗涤和过滤后的半水纤维硫酸钙纯度≥99%,生成的产物长度为1~20um,长径比>10,氯根含量≤10ppm,Mg2+含量≤30ppm。
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