CN114309006B - 一种钡渣无害化回收处理的工艺及其处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钡渣无害化回收处理的工艺及其处理设备，所述工艺为：将钡渣破碎、湿磨后与铵盐溶液进行混合处理，随后过滤并对钡渣使用铵盐溶液多段浸出，得到无害化钡渣产品；所述处理设备包括破碎仓、反应仓、过滤浸出仓以及尾气吸收组件；本发明钡渣无害化回收处理工艺具有高效、经济、绿色环保等优点。

Description

一种钡渣无害化回收处理的工艺及其处理设备

技术领域

本发明涉及废料资源化利用技术领域，具体是涉及一种钡渣无害化回收处理的工艺及其处理设备。

背景技术

在工业生产中，钡被用于制钡盐、合金、焰火、核反应堆等，也是精炼铜时的优良除氧剂，其广泛用于合金，有铅、钙、镁、钠、锂、铝及镍等合金，金属钡可用作除去真空管和显像管痕量气体的消气剂、精炼金属的脱气剂；硝酸钡与氯酸钾、镁粉、松香混合，可以用来制造信号弹与烟火；可溶性的钡化合物常用作杀虫剂，比如氯化钡，以防治多种植物害虫；也可用于精制电解法制烧碱的盐水和锅炉用水等。

但是在工业生产中，由于钡的使用率高，其所产出的钡渣也相较于其他金属元素废渣排放量也较大，而钡渣直接排放容易对生态环境造成危害，其属于危险固体废弃物，而现有技术中，大多采用贮存在渣场等方式进行堆积处理，在其受到雨水冲刷等，容易污染附近土壤，并且也占用了大量的土地。

因此，现需要一种新型的钡渣无害化回收处理工艺，为了提高钡渣无害化回收处理工艺的处理效果及效率，同时需要一种处理设备来辅助处理工艺对钡渣进行无害化处理。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种钡渣无害化回收处理的工艺及其处理设备。

本发明的技术方案是：一种钡渣无害化回收处理的工艺，包括以下步骤：

S1、将钡渣通过处理设备的破碎仓粉碎后进行湿磨，随后进行分级，得到料浆；

S2、将料浆与一定浓度的铵盐溶液混合并等分为X组的混合料浆，且X组的混合料浆包括1组预热至80-90℃的混合料浆底液，以及Y组不同预热区间的混合料浆分液；

S3、将混合料浆底液加入处理装置的反应仓中进行充分搅拌，同时继续加热，维持温度在90℃以上，随后将混合料浆分液分阶段投加至反应仓中，总投加反应0.5-2h；

S4、反应仓内反应结束后过滤，对碳酸钡含量高的钡渣使用铵盐溶液进行多段浸出，直至钡渣中碳酸钡含量低于3wt％且钡浸出浓度低于100mg/L，得到无害化钡渣产品以及浸出液；

S5、将得到的浸出液与碳酸铵溶液反应，制得精制碳酸钡产品，并将反应后得到的再生铵盐溶液返回步骤S2重复使用；

S6、反应产生的CO₂与NH₃通过处理设备的尾气吸收组件回收，得到碳酸铵溶液可作为步骤S5的原料进行使用。

本发明钡渣无害化回收处理工艺能够将钡渣进行有效的无害化处理，从而获得无害化钡渣产品，并且能对浸出液进行回收利用获取精制碳酸钡产品，同时浸出液回收处理后所获得的再生铵盐溶液以及反应产生的CO₂与NH₃通过尾气吸收组件回收处理所获得的碳酸铵溶液可以回用至步骤S2以及步骤S5中，从而降低原料的使用，所以，本发明的钡渣无害化回收处理工艺具有高效、经济、绿色环保等优点。

根据本发明的一个方面，所述步骤S2中X的取值范围为：2≤X≤4， X＝1+Y，各个Y组的混合料浆分液预热温度区段选自：90-92℃，92-94℃，94- 96℃，96-98℃，98-100℃中的任意Y个区段，通过上述各个预热温度区段的选用，进行步骤S3控温反应相对更优，并且随着温度不断升高其所伴生的预热处理技术要求相应要求更高，因此，从经济性、使用效果等角度考量，选用了上述5个预热温度区段的选用标准。

根据本发明的一个方面，所述步骤S3中分阶段投加至反应仓的方法为：当反应仓中混合料浆的温度降至90℃±0.1℃时投加一次混合料浆分液，且混合料浆分液按照预热温度区段由低到高依次投加，反应仓内始终控制加热温度至90℃以上，通过不断引入各预热温度区段的混合料浆分液使其进行短暂升温，随后并回温至90℃±0.1℃，直至混合料浆分液添加完成或反应结束，通过上述控温方式能够使料浆与铵盐溶液进行充分反应，从而提高钡渣无害化处理的效果。

根据本发明的一个方面，所述铵盐溶液的质量浓度为5～25％，所述料浆与铵盐溶液的质量比为1：1～1：10。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种用于配合钡渣无害化回收处理的工艺进行一体化处理的所述处理设备，处理设备由上到下依次包括破碎仓、反应仓、过滤浸出仓以及尾气吸收组件。

所述破碎仓与反应仓上下拼接而成，其内部中心设有一组用于贯穿破碎仓底面并与反应仓底部所设有载环配接的中心驱动杆，所述中心驱动杆下端与载环上设有的驱动电机输出轴连接，且破碎仓与反应仓连接处侧壁上设有若干组用于破碎仓与反应仓连通的预热混合仓，各个预热混合仓上方设有用于盛装铵盐溶液的环形储液仓，所述环形储液仓与各个预热混合仓通过管道连接；

所述破碎仓内上部设有用于破碎处理的破碎组件，以及下部设有用于球磨处理的球磨组件，所述破碎组件包括破碎刀盘以及第一控料隔板，所述球磨组件包括拨动叶盘以及第二控料隔板。

所述反应仓内设有用于搅拌混合处理的搅拌叶组件，所述搅拌叶组件包括搅拌叶盘以及第三控料隔板。

所述第一、第二、第三控料隔板均采用相同结构，其均包括载料上板以及控料下板，所述载料上板、控料下板分别错位设有数量相同落料孔、挡料板，且控料下板位于载料上板下底面并与其转动连接，所述载料上板与破碎仓内壁或反应仓内壁滑动密封接触，载料上板通过中心设有用于上下滑动控制与中心驱动杆进行配接同步转动的对接环，所述对接环与载料上板转动连接。

所述中心驱动杆与各个对接环位置对应处设有环形卡座，所述破碎仓内壁、反应仓内壁与各个载料上板位置对应处设有用于限位载料上板上下移动的支撑环。

所述支撑环上表面滑动设有用于支撑载料上板并控制对接环与环形卡座脱离的弹簧控制环，所述弹簧控制环通过其上设有的若干组第一弹簧与载料上板连接。

所述支撑环下底面设有位移电机移动的弧形槽，所述控料下板与位移电机位置对应处设有与位移电机上设置拨件套接的拨杆，位移电机用于控制控料下板转动进行落料孔的开启和封闭；

所述过滤浸出仓与反应仓底部连通，且过滤浸出仓上表面中心设有用于卡接浸出滤筒的通孔，过滤浸出仓侧壁一侧上部设有与浸出滤筒连通的第一导液管，其另一侧上部设有与过滤浸出仓内连通的第二导液管，过滤浸出仓侧壁一侧下部设有用于排出再生铵盐溶液的排液口；

所述尾气吸收组件包括用于与反应仓、过滤浸出仓连接的集气管、利用收集气体进行抬升输送再生铵盐溶液至环形储液仓的输送组件、以及用于使收集气体得到碳酸铵溶液的尾气仓，所述尾气仓通过导管与过滤浸出仓的第二导液管连通，尾气仓与输送组件上顶面连接固定。

根据本发明工艺所配套的处理设备，其采用一体化设计，能够有效的满足本发明工艺生产的工艺流程需求的同时，具有较低的处理功耗。

通过破碎仓、反应仓的关联式驱动，降低了电机的设置数量，并且通过第一控料隔板、第二控料隔板以及第三控料隔板的设置，并配合中心驱动杆进行当前钡渣或混合料浆所在位置的对应驱动，从而降低非工作区域的空转，降低动能消耗，而且其采用了重力触发的方式，无需额外的驱动元件等即可满足功能要求。

因此，本发明处理设备在钡渣无害化处理过程中，减少了破碎刀盘、拨动叶盘以及搅拌叶盘驱动转轴的设置数量，从原有的3组降至1组，并且随着工艺流程的进行，中心驱动杆进相应的破碎刀盘、拨动叶盘或搅拌叶盘驱动，而且减少了驱动电机的设置数量，更便于进行设备的检护维修。

作为一种改进，所述输送组件包括输送管体，所述输送管体下部设有进液管与排液口连接，输送管体上部设有出液管与环形储液仓连接，输送管体内设有可根据注入气体压力进行上下滑动的活塞盛载板。

所述输送管体内壁与进液管位置对应处滑动设有根据活塞盛载板开启或闭合的第一密封滑动门，输送管体内壁与出液管位置对应处滑动设有根据活塞盛载板开启或闭合的第二密封滑动门，所述第一、第二密封滑动门与活塞盛载板位置对应一侧均设有与其配接的挡条，第一密封滑动门的挡条下底面设有若干组第二弹簧与输送管体内底面连接。

所述活塞盛载板的中心处设有增大盛装容量的弹性液囊，所述集气管与输送组件连接处设有用于补偿气压的输气泵。

本发明处理设备优化CO₂与NH₃排出时的路径，通过输送组件以及输气泵将反应所产出的CO₂与NH₃通过输送过程中的二次利用，将过滤浸出仓所产出的再生铵盐溶液向上输送至环形储液仓中，由于在CO₂与NH₃输送过程中本就需要增设气阀或输气泵等元件，将其路径进行优化后充分利用其输送动能，从而减去了液泵的设置，降低了设备维护难度，同时也降低了处理设备的整体能耗。

作为进一步的改进，还包括：

所述对接环与环形卡座对应一侧设有若干组环形分布的凸块，所述环形卡座与各个凸块位置对应处各设有一组与凸块配合插接的凹槽；通过凸块与凹槽的插接方式能够稳定的进行对接，避免对接环与环形卡座对接不稳定等问题；

所述破碎仓顶面设有盖体，所述盖体与中心驱动杆上端位置对应处设有与中心驱动杆上端转动卡接的卡槽；通过盖体上设置的卡槽能够避免中心驱动杆在转动时进行轴向摆动，从而提高中心驱动杆转动的稳定性；

所述过滤浸出仓下底面设有可上下调节高度的支脚；通过可调节高度的支脚设置，能够简易的调节设备整体的放置高度，从而根据不同地形进行水平位置高度的调整；

所述位移电机的拨件由两个可向外侧转动开合的弧形杆组成，所述拨杆的长度应大于载料上板上下移动的高度差，从而避免在载料上板上移时出现拨杆脱离位移电机拨件的问题；

所述第二控料隔板的落料孔上设有用于滤网，滤网可有效的将研磨后的钡渣进行筛分至各个预热混合仓中；

所述搅拌叶盘由多组搅拌叶组成，所述搅拌叶的侧面设有若干组圆孔，且所述圆孔内均配设有一组叶轮，所述叶轮通过圆孔孔壁的环形槽与其转动连接，通过转动时使混合料浆穿过圆孔所产生的势能进行叶轮的转动驱动，从而在搅拌叶与各个叶轮共同驱动作用下对反应仓内混合料浆进行充分搅拌，从而提高对钡渣无害化处理的效果。

本发明的有益效果是：

(1)本发明钡渣无害化回收处理工艺，能够将钡渣进行有效的无害化处理从而获得无害化钡渣产品，并且能对浸出液进行回收利用获取精制碳酸钡产品，资源利用率高，具有高效、经济、绿色环保等优点。

(2)本发明工艺所配套的处理设备，其采用一体化设计，能够有效的满足本发明工艺生产的工艺流程需求的同时，具有较低的处理功耗，更便于进行设备的检护维修。

附图说明

图1是本发明处理设备的整体结构示意图。

图2是本发明处理设备的破碎仓内部结构示意图。

图3是本发明处理设备的反应仓内部结构示意图。

图4是本发明搅拌叶盘的搅拌叶结构示意图。

图5是本发明预热混合仓与环形储液仓连接关系示意图。

图6是本发明破碎仓的盖体结构示意图。

图7是本发明第三控料隔板的结构示意图。

图8是本发明第三控料隔板的支撑环及其相关构件俯视结构示意图。

图9是本发明第三控料隔板的支撑环及其相关构件仰视结构示意图。

图10是本发明载料上板及控料下板的仰视结构示意图。

图11是本发明处理设备的过滤浸出仓结构示意图。

图12是本发明处理设备的尾气吸收组件结构示意图。

图13是本发明尾气吸收组件的输送组件状态一的内部结构示意图。

图14是本发明尾气吸收组件的输送组件状态二的内部结构示意图。

其中，1-破碎仓、11-破碎刀盘、12-第一控料隔板、13-拨动叶盘、14-第二控料隔板、15-盖体、16-卡槽、2-反应仓、21-载环、22-驱动电机、23-搅拌叶盘、 231-搅拌叶、232-圆孔、233-叶轮、24-第三控料隔板、3-过滤浸出仓、31-浸出滤筒、32-第一导液管、33-第二导液管、34-排液口、4-尾气吸收组件、41-集气管、42-输送组件、421-输送管体、422-进液管、423-出液管、424-活塞盛载板、 425-第一密封滑动门、426-第二密封滑动门、427-挡条、428-第二弹簧、429-弹性液囊、43-尾气仓、5-中心驱动杆、51-环形卡座、511-凹槽、6-预热混合仓、 7-环形储液仓、8-载料上板、81-控料下板、811-拨杆、82-落料孔、83-挡料板、 84-对接环、841-凸块、85-支撑环、851-弧形槽、86-弹簧控制环、861-第一弹簧、 87-位移电机。

具体实施方式

下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明，以更好地体现本发明的优势。

实施例1

一种钡渣无害化回收处理的工艺，包括以下步骤：

S1、将钡渣通过处理设备的破碎仓粉碎后进行湿磨，随后进行分级，得到料浆；

S2、铵盐溶液为氯化铵溶液，将料浆与一定浓度的氯化铵溶液混合并等分为X组的混合料浆，氯化铵溶液的质量浓度为15％，料浆与氯化铵溶液的质量比为1：7，且X组的混合料浆包括1组预热至80-90℃的混合料浆底液，混合料浆底液预热具体为85℃，以及Y组不同预热区间的混合料浆分液；

其中，X的取值为3，Y的取值为2，各个Y组的混合料浆分液预热温度区段选自：92-94℃，96-98℃，具体为：93℃，97℃，通过上述各个预热温度区段的选用，进行步骤S3控温反应相对更优，并且随着温度不断升高其所伴生的预热处理技术要求相应要求更高；

S3、将混合料浆底液加入处理装置的反应仓中进行充分搅拌，同时继续加热，维持温度在90℃以上，随后将混合料浆分液分阶段投加至反应仓中，总投加反应1.5h；

其中，分阶段投加至反应仓的方法为：当反应仓中混合料浆的温度降至90℃时投加一次混合料浆分液，且混合料浆分液按照预热温度区段由低到高依次投加，反应仓内始终控制加热温度至90℃，通过不断引入各预热温度区段的混合料浆分液使其进行短暂升温，随后并回温至90℃，直至混合料浆分液添加完成或反应结束，通过上述控温方式能够使料浆与氯化铵溶液进行充分反应，从而提高钡渣无害化处理的效果；

S4、反应仓内反应结束后过滤，对碳酸钡含量高的钡渣使用氯化铵溶液进行多段浸出，氯化铵溶液的质量浓度为13％，直至钡渣中碳酸钡含量低于3wt％且钡浸出浓度低于100mg/L，得到无害化钡渣产品以及浸出液；

S5、将得到的浸出液与碳酸铵溶液反应，碳酸铵溶液为步骤S6产出回用，不足的部分向浸出液中添加碳酸氢铵进行补充，制得精制碳酸钡产品，并将反应后得到的再生氯化铵溶液返回步骤S2重复使用；

S6、反应产生的CO₂与NH₃通过处理设备的尾气吸收组件4回收，得到碳酸铵溶液可作为步骤S5的原料进行使用。

本发明钡渣无害化回收处理工艺能够将钡渣进行有效的无害化处理，从而获得无害化钡渣产品，并且能对浸出液进行回收利用获取精制碳酸钡产品，同时浸出液回收处理后所获得的再生氯化铵溶液以及反应产生的CO₂与NH₃通过尾气吸收组件回收处理所获得的碳酸铵溶液可以回用至步骤S2以及步骤S5中，从而降低原料的使用，所以，本发明的钡渣无害化回收处理工艺具有高效、经济、绿色环保等优点。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，S2、铵盐溶液为醋酸铵溶液，如图1所示，处理设备由上到下依次包括破碎仓1、反应仓2、过滤浸出仓3以及尾气吸收组件4。

一、破碎仓1

如图1、2所示，破碎仓1与反应仓2上下拼接而成，其内部中心设有一组用于贯穿破碎仓1底面并与反应仓2底部所设有载环21配接的中心驱动杆5，中心驱动杆5下端与载环21上设有的驱动电机22输出轴连接，驱动电机22选用市售转动电机或根据市售转动电机进行外形调整以适配安装于本装置内，且破碎仓1与反应仓2连接处侧壁上设有若干组用于破碎仓1与反应仓2连通的预热混合仓6，各个预热混合仓6上方设有用于盛装醋酸铵溶液的环形储液仓7，环形储液仓7与各个预热混合仓6通过管道连接；

如图2、6所示，破碎仓1内上部设有用于破碎处理的破碎组件，以及下部设有用于球磨处理的球磨组件，破碎组件包括破碎刀盘11以及第一控料隔板 12，球磨组件包括拨动叶盘13以及第二控料隔板14，破碎仓1顶面设有盖体 15，盖体15与中心驱动杆5上端位置对应处设有与中心驱动杆5上端转动卡接的卡槽16；通过盖体15上设置的卡槽16能够避免中心驱动杆5在转动时进行轴向摆动，从而提高中心驱动杆5转动的稳定性；第二控料隔板14的落料孔 82上设有用于滤网，滤网可有效的将研磨后的钡渣进行筛分至各个预热混合仓6中；

二、反应仓2

如图3、4所示，反应仓2内设有用于搅拌混合处理的搅拌叶组件，搅拌叶组件包括搅拌叶盘23以及第三控料隔板24，搅拌叶盘23由多组搅拌叶231组成，搅拌叶231的侧面设有18组圆孔232，且圆孔232内均配设有一组叶轮 233，叶轮233通过圆孔232孔壁的环形槽与其转动连接，通过转动时使混合料浆穿过圆孔232所产生的势能进行叶轮233的转动驱动，从而在搅拌叶231与各个叶轮233共同驱动作用下对反应仓2内混合料浆进行充分搅拌，从而提高对钡渣无害化处理的效果；

如图7-10所示，第一、第二、第三控料隔板12，14，24均采用相同结构，其均包括载料上板8以及控料下板81，载料上板8、控料下板81分别错位设有 3组落料孔82、挡料板83，且控料下板81位于载料上板8下底面并与其转动连接，载料上板8与破碎仓1内壁或反应仓2内壁滑动密封接触，载料上板8通过中心设有用于上下滑动控制与中心驱动杆5进行配接同步转动的对接环84，对接环84与载料上板8转动连接。

如图2所示，中心驱动杆5与各个对接环84位置对应处设有环形卡座51，破碎仓1内壁、反应仓2内壁与各个载料上板8位置对应处设有用于限位载料上板8上下移动的支撑环85。

如图10所示，对接环84与环形卡座51对应一侧设有6组环形分布的凸块 841，环形卡座51与各个凸块841位置对应处各设有一组与凸块841配合插接的凹槽511；通过凸块841与凹槽511的插接方式能够稳定的进行对接，避免对接环84与环形卡座51对接不稳定等问题；

如图8、9所示，支撑环85上表面滑动设有用于支撑载料上板8并控制对接环84与环形卡座51脱离的弹簧控制环86，弹簧控制环86通过其上设有的 12组第一弹簧861与载料上板8连接，支撑环85下底面设有位移电机87移动的弧形槽851，控料下板81与位移电机87位置对应处设有与位移电机87上设置拨件套接的拨杆811，位移电机87用于控制控料下板81转动进行落料孔82 的开启和封闭，位移电机87采用市售位移电机或根据市售位移电机进行外形调整以适配安装于本装置内；位移电机87的拨件由两个可向外侧转动开合的弧形杆组成，拨杆811的长度应大于载料上板8上下移动的高度差，从而避免在载料上板8上移时出现拨杆811脱离位移电机87拨件的问题；

三、过滤浸出仓3

如图11所示，过滤浸出仓3与反应仓2底部连通，且过滤浸出仓3上表面中心设有用于卡接浸出滤筒31的通孔，过滤浸出仓3侧壁一侧上部设有与浸出滤筒31连通的第一导液管32，其另一侧上部设有与过滤浸出仓3内连通的第二导液管33，过滤浸出仓3侧壁一侧下部设有用于排出再生醋酸铵溶液的排液口34；过滤浸出仓3下底面设有可上下调节高度的支脚；通过可调节高度的支脚设置，能够简易的调节设备整体的放置高度，从而根据不同地形进行水平位置高度的调整；

四、尾气吸收组件4

如图12所示，尾气吸收组件4包括用于与反应仓2、过滤浸出仓3连接的集气管41、利用收集气体进行抬升输送再生醋酸铵溶液至环形储液仓7的输送组件42、以及用于使收集气体得到碳酸铵溶液的尾气仓43，尾气仓43通过导管与过滤浸出仓3的第二导液管33连通，尾气仓43与输送组件42上顶面连接固定；

如图13、14所示，输送组件42包括输送管体421，输送管体421下部设有进液管422与排液口34连接，输送管体421上部设有出液管423与环形储液仓 7连接，输送管体421内设有可根据注入气体压力进行上下滑动的活塞盛载板 424，输送管体421内壁与进液管422位置对应处滑动设有根据活塞盛载板424 开启或闭合的第一密封滑动门425，输送管体421内壁与出液管423位置对应处滑动设有根据活塞盛载板424开启或闭合的第二密封滑动门426，第一、第二密封滑动门425，426与活塞盛载板424位置对应一侧均设有与其配接的挡条427，第一密封滑动门425的挡条427下底面设有6组第二弹簧428与输送管体 421内底面连接，活塞盛载板424的中心处设有增大盛装容量的弹性液囊429，集气管41与输送组件42连接处设有用于补偿气压的输气泵，输气泵选用市售气泵或根据市售气泵进行外形调整以适配安装于本装置中。

本发明处理设备优化CO₂与NH₃排出时的路径，通过输送组件42以及输气泵将反应所产出的CO₂与NH₃通过输送过程中的二次利用，将过滤浸出仓3 所产出的再生醋酸铵溶液向上输送至环形储液仓7中，由于在CO₂与NH₃输送过程中本就需要增设气阀或输气泵等元件，将其路径进行优化后充分利用其输送动能，从而减去了液泵的设置，降低了设备维护难度，同时也降低了处理设备的整体能耗。

根据本发明工艺所配套的处理设备，其采用一体化设计，能够有效的满足本发明工艺生产的工艺流程需求的同时，具有较低的处理功耗。

通过破碎仓1、反应仓2的关联式驱动，降低了电机的设置数量，并且通过第一控料隔板12、第二控料隔板14以及第三控料隔板24的设置，并配合中心驱动杆5进行当前钡渣或混合料浆所在位置的对应驱动，从而降低非工作区域的空转，降低动能消耗，而且其采用了重力触发的方式，无需额外的驱动元件等即可满足功能要求。

因此，本发明处理设备在钡渣无害化处理过程中，减少了破碎刀盘11、拨动叶盘13以及搅拌叶盘23驱动转轴的设置数量，从原有的3组降至1组，并且随着工艺流程的进行，中心驱动杆5进相应的破碎刀盘11、拨动叶盘13或搅拌叶盘23驱动，而且减少了驱动电机22的设置数量，更便于进行设备的检护维修。

上述处理设备的工作原理为：

将钡渣投入破碎仓1内，钡渣投入后在其重力作用下，下压第一控料隔板 12的载料上板8，载料上板8压缩所对应的弹簧控制环86的各个第一弹簧861 并与支撑环85接触，同时，载料上板8的对接环84的各个凸块841与中心驱动杆5的环形卡座51的各个凹槽511对应卡接，从而使第一控料隔板12与中心驱动杆5进行对接，在中心驱动杆5的转动作用下，利用破碎刀盘11对钡渣进行破碎处理，处理完成后，启动第一控料隔板12的位移电机87使其沿着支撑环85的弧形槽851行进60°，从而使控料下板81的各个挡料板83解除与落料孔82的遮挡，从而使破碎后的钡渣下落至第二控料隔板14上，第一控料隔板12失去钡渣重力的作用，在第一控料隔板12的弹簧控制环86弹力作用下复原至原位，使载料上板8的对接环84与环形卡座51脱离；

破碎后的钡渣下落至第二控料隔板14，其与上述原理相同，在拨动叶盘13 作用下使加入的研磨球对钡渣进行研磨，研磨完成后通过滤网落至破碎仓1内底部，随后通过管道落入各个预热混合仓6内。

根据工艺方法的要求，根据X取值将预热混合仓6等分为X组，并依次对应工艺方法，通过控制阀将85℃的混合料浆底液加入反应仓2中，随后根据工艺需求，依次添加其与混合料浆分液，当反应完成后，其与上述原理相同，在控料下板81开启后，混合料浆落入过滤浸出仓3的浸出滤筒31内，随后过滤后的钡渣通过第一导液管32加入醋酸铵溶液进行多段浸出，过滤浸出仓3内底部收集浸出液，并通过第二导液管33加入碳酸铵溶液，得到精致碳酸钡产品和再生醋酸铵溶液。

随后通过尾气吸收组件4的输送组件42将再生氯化钠溶液输送至环形储液仓7中备用，同时集气管41将反应所产出的气体进行收集并通过输气泵增压输送至输送管体421内，在注入气体后，活塞盛载板424向上运动直至推动上部第二密封滑动门的挡条427完成一次运动行程，在将气体排出至尾气仓43后，输送管体421内下部气压降低，在活塞盛载板424自身重力作用下自然下落。

其中，在活塞盛载板424由下部开始上移过程中，第一密封滑动门425受到第二弹簧428的回复力作用下向上运动直至封堵进液管422的入口；在活塞盛载板424上移至顶部的过程中，第二密封滑动门426逐渐封堵出液管423的出口，使其保持从尾气仓3连接口排出气体，加水、经冷凝吸收得到碳酸铵溶液回用至步骤S5。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，X的取值为3，Y的取值为2，Y组的混合浆料分液预热温度区段选自：90-92℃、98-100℃，具体为： 91℃，99℃，总投加反应1.5h。

实施例4

本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，X的取值为3，Y的取值为2，Y组的混合浆料分液预热温度区段选自：92-94℃、98-100℃，具体为： 93℃，99℃，总投加反应1.5h。

实施例5

本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，X的取值为1，Y的取值为1，Y组的混合浆料分液预热温度区段选自：94-96℃，具体为95℃，总投加反应1.5h。

实施例6

本实施例与实施例1基本相同，与其不同之处在于，X的取值为4，Y的取值为3，Y组的混合浆料分液预热温度区段选自：92-94℃，94-96℃，96-98℃，具体为：93℃，95℃，97℃，总投加反应1.5h。

实施例7

本实施例与实施例5基本相同，与其不同之处在于，X的取值为1，Y的取值为1，Y组的混合浆料分液预热温度区段选自：90-92℃，具体为：91℃，总投加反应0.5h。

实施例8

本实施例与实施例5基本相同，与其不同之处在于，X的取值为1，Y的取值为1，Y组的混合浆料分液预热温度区段选自：98-100℃，具体为：99℃，总投加反应1.5h。

实施例9

本实施例与实施例6基本相同，与其不同之处在于，X的取值为4，Y的取值为3，Y组的混合浆料分液预热温度区段选自：90-92℃，92-94℃，94-96℃，具体为：91℃，93℃，95℃，总投加反应0.5h。

实施例10

本实施例与实施例6基本相同，与其不同之处在于，X的取值为4，Y的取值为3，Y组的混合浆料分液预热温度区段选自：94-96℃，96-98℃，98-100℃，具体为：95℃，97℃，99℃，总投加反应1.5h。

实施例11

本实施例与实施例1不同之处在于，S2、铵盐溶液为硝酸铵溶液。

实验例

无害化钡渣产品的检验

1)实验对象：

实施例1所获得的无害化钡渣产品，并进行等重称量，待用。

2)实验方法：

将实施例1所获得的无害化钡渣产品通过《危险废物鉴别标准-进出毒性鉴别》进行毒性浸取分析。

3)实验结果：

将实施例1中钡的分析结果为：Ba为0.0547ppm，根据国家危险废物排放标准来看，其远低于标准要求，完全满足无害化处理的标准要求。

进一步的，为了探究不同预热温度的混合料浆分液的后续加入对无害化处理的影响，通过实验分析实施例1、3-10所获得的无害化钡渣产品，具体如下：

1)以实施例1、3、4为例，探究相同X、Y取值下，不同预热温度的混合料浆分液引入反应的效果影响，其采用上述实验中的方法，各个实施例钡的分析结果如下表1所示：

表1实施例1、3、4所获得的无害化钡渣分析结果表

由上表1可以看出，采用不同的预热温度区段其所获得的无害化钡渣的Ba 浓度有所不同，考虑到检测误差等因素，实施例1和4的效果几乎相同。

2)以实施例1、5、6为例，探究不同X、Y取值下，且不同预热温度的混合料浆分液引入反应的效果影响，其采用上述实验中的方法，各个实施例钡的分析结果如下表2所示：

表2实施例1、5、6所获得的无害化钡渣分析结果表

组别	Ba浓度
		实施例1	0.0547ppm
实施例5	0.0732ppm
		实施例6	0.0539ppm

由上表2可以看出，采用不同组数的混合料浆分液以及不同预热温度区段其所获得的无害化钡渣的Ba浓度有所不同，其中以实施例6中所采用的预热温度区段相对更优，但是实施例6相较于实施例1而言，其Ba浓度相对变化不大，额外增加一组混合料浆分液的控温调整相对增加了设备处理的能耗，所以从经济性等角度来看，实施例1的工艺参数相对较优。

3)以实施例5、7、8为例，探究相同X、Y取值下，不同预热温度的混合料浆分液引入反应的效果影响，其采用上述实验中的方法，各个实施例钡的分析结果如下表1所示：

表3实施例5、7、8所获得的无害化钡渣分析结果表

由上表3可以看出，采用不同的预热温度区段其所获得的无害化钡渣的Ba 浓度有所不同，其中以实施例8中所采用的预热温度区段相对更优，可见预热温度区间的提高对反应处理有一定的影响。

4)以实施例6、9、10为例，探究相同X、Y取值下，不同预热温度的混合料浆分液引入反应的效果影响，其采用上述实验中的方法，各个实施例钡的分析结果如下表4所示：

表4实施例6、9、10所获得的无害化钡渣分析结果表

组别	Ba浓度
		实施例6	0.0539ppm
实施例9	0.0607ppm
		实施例10	0.0513ppm

由上表4可以看出，采用不同的预热温度区段其所获得的无害化钡渣的Ba 浓度有所不同，其中以实施例10中所采用的预热温度区段相对更优，可见预热温度区间的整体提高对反应处理有一定的影响，但考虑到组数设置数量、温度高低的控制功耗等因素，需要根据实际生产需求进行对应选择。

Claims (7)

1.一种钡渣无害化回收处理的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将钡渣通过处理设备的破碎仓（1）粉碎后进行湿磨，随后进行分级，得到料浆；

S2、将料浆与一定浓度的铵盐溶液混合并等分为X组的混合料浆，且X组的混合料浆包括1组预热至80-90℃的混合料浆底液，以及Y组不同预热区间的混合料浆分液；

S3、将混合料浆底液加入处理装置的反应仓（2）中进行充分搅拌，同时继续加热，维持温度在90℃以上，随后将混合料浆分液分阶段投加至反应仓中，总投加反应0.5-2 h；

S4、反应仓内反应结束后过滤，对碳酸钡含量高的钡渣使用铵盐溶液进行多段浸出，直至钡渣中碳酸钡含量低于3 wt%且钡浸出浓度低于100 mg/L，得到无害化钡渣产品以及浸出液；

S5、将得到的浸出液与碳酸铵溶液反应，制得精制碳酸钡产品，并将反应后得到的再生铵盐溶液返回步骤S2重复使用；

S6、反应产生的CO₂与NH₃通过处理设备的尾气吸收组件（4）回收，得到碳酸铵溶液可作为步骤S5的原料进行使用；

所述处理设备用于配合钡渣无害化回收处理的工艺进行一体化处理，处理设备由上到下依次包括破碎仓（1）、反应仓（2）、过滤浸出仓（3）以及尾气吸收组件（4），

所述破碎仓（1）与反应仓（2）上下拼接而成，其内部中心设有一组用于贯穿破碎仓（1）底面并与反应仓（2）底部所设有载环（21）配接的中心驱动杆（5），所述中心驱动杆（5）下端与载环（21）上设有的驱动电机（22）输出轴连接，且破碎仓（1）与反应仓（2）连接处侧壁上设有若干组用于破碎仓（1）与反应仓（2）连通的预热混合仓（6），各个预热混合仓（6）上方设有用于盛装铵盐溶液的环形储液仓（7），所述环形储液仓（7）与各个预热混合仓（6）通过管道连接；

所述破碎仓（1）内上部设有用于破碎处理的破碎组件，以及下部设有用于球磨处理的球磨组件，所述破碎组件包括破碎刀盘（11）以及第一控料隔板（12），所述球磨组件包括拨动叶盘（13）以及第二控料隔板（14），

所述反应仓（2）内设有用于搅拌混合处理的搅拌叶组件，所述搅拌叶组件包括搅拌叶盘（23）以及第三控料隔板（24），

所述第一、第二、第三控料隔板（12，14，24）均采用相同结构，其均包括载料上板（8）以及控料下板（81），所述载料上板（8）、控料下板（81）分别错位设有数量相同落料孔（82）、挡料板（83），且控料下板（81）位于载料上板（8）下底面并与其转动连接，所述载料上板（8）与破碎仓（1）内壁或反应仓（2）内壁滑动密封接触，载料上板（8）通过中心设有用于上下滑动控制与中心驱动杆（5）进行配接同步转动的对接环（84），所述对接环（84）与载料上板（8）转动连接，

所述中心驱动杆（5）与各个对接环（84）位置对应处设有环形卡座（51），所述破碎仓（1）内壁、反应仓（2）内壁与各个载料上板（8）位置对应处设有用于限位载料上板（8）上下移动的支撑环（85），

所述支撑环（85）上表面滑动设有用于支撑载料上板（8）并控制对接环（84）与环形卡座（51）脱离的弹簧控制环（86），所述弹簧控制环（86）通过其上设有的若干组第一弹簧（861）与载料上板（8）连接，

所述支撑环（85）下底面设有位移电机（87）移动的弧形槽（851），所述控料下板（81）与位移电机（87）位置对应处设有与位移电机（87）上设置拨件套接的拨杆（811），位移电机（87）用于控制控料下板（81）转动进行落料孔（82）的开启和封闭；

所述过滤浸出仓（3）与反应仓（2）底部连通，且过滤浸出仓（3）上表面中心设有用于卡接浸出滤筒（31）的通孔，过滤浸出仓（3）侧壁一侧上部设有与浸出滤筒（31）连通的第一导液管（32），其另一侧上部设有与过滤浸出仓（3）内连通的第二导液管（33），过滤浸出仓（3）侧壁一侧下部设有用于排出再生铵盐溶液的排液口（34）；

所述尾气吸收组件（4）包括用于与反应仓（2）、过滤浸出仓（3）连接的集气管（41）、利用收集气体进行抬升输送再生铵盐溶液至环形储液仓（7）的输送组件（42）、以及用于使收集气体得到碳酸铵溶液的尾气仓（43），所述尾气仓（43）通过导管与过滤浸出仓（3）的第二导液管（33）连通，尾气仓（43）与输送组件（42）上顶面连接固定。

2.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，所述步骤S2中X的取值范围为：2≤X≤4，X=1+Y，各个Y组的混合料浆分液预热温度区段选自：90-92℃，92-94℃，94-96℃，96-98℃，98-100℃中的任意Y个区段。

3.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，所述步骤S3中分阶段投加至反应仓的方法为：当反应仓中混合料浆的温度降至90℃±0.1℃时投加一次混合料浆分液，且混合料浆分液按照预热温度区段由低到高依次投加。

4.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，当钡渣中碳酸钡含量低于3 wt%且钡浸出浓度低于100 mg/L时完成多段浸出。

5.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，所述铵盐溶液的质量浓度为5~25%，所述料浆与铵盐溶液的质量比为1：1~1：10。

6.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，所述输送组件（42）包括输送管体（421），所述输送管体（421）下部设有进液管（422）与排液口（34）连接，输送管体（421）上部设有出液管（423）与环形储液仓（7）连接，输送管体（421）内设有可根据注入气体压力进行上下滑动的活塞盛载板（424），

所述输送管体（421）内壁与进液管（422）位置对应处滑动设有根据活塞盛载板（424）开启或闭合的第一密封滑动门（425），输送管体（421）内壁与出液管（423）位置对应处滑动设有根据活塞盛载板（424）开启或闭合的第二密封滑动门（426），所述第一、第二密封滑动门（425，426）与活塞盛载板（424）位置对应一侧均设有与其配接的挡条（427），第一密封滑动门（425）的挡条（427）下底面设有若干组第二弹簧（428）与输送管体（421）内底面连接，

所述活塞盛载板（424）的中心处设有增大盛装容量的弹性液囊（429），所述集气管（41）与输送组件（42）连接处设有用于补偿气压的输气泵。

7.根据权利要求1所述工艺，其特征在于，还包括：

所述对接环（84）与环形卡座（51）对应一侧设有若干组环形分布的凸块（841），所述环形卡座（51）与各个凸块（841）位置对应处各设有一组与凸块（841）配合插接的凹槽（511）；

所述破碎仓（1）顶面设有盖体（15），所述盖体（15）与中心驱动杆（5）上端位置对应处设有与中心驱动杆（5）上端转动卡接的卡槽（16）；

所述过滤浸出仓（3）下底面设有可上下调节高度的支脚；

所述位移电机（87）的拨件由两个可向外侧转动开合的弧形杆组成，所述拨杆（811）的长度应大于载料上板（8）上下移动的高度差；

所述第二控料隔板（14）的落料孔（82）上设有用于滤网；

所述搅拌叶盘（23）由多组搅拌叶（231）组成，所述搅拌叶（231）的侧面设有若干组圆孔（232），且所述圆孔（232）内均配设有一组叶轮（233），所述叶轮（233）通过圆孔（232）孔壁的环形槽与其转动连接。

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