CN114804681A - 一种利用工业废盐制备复合改性氯氧镁水泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用工业废盐制备复合改性氯氧镁水泥的方法，包括以下步骤：（1）将氯化镁和水于搅拌槽中，制得氯化镁溶液；（2）将轻烧氧化镁粉与步骤（1）中的氯化镁溶液混合，搅拌，制得氯氧镁水泥；（3）工业废盐不需要经过预处理，将工业废盐按一定比例与步骤（2）中的氯氧镁水泥混合，搅拌，制得复合改性氯氧镁水泥。本发明利用在氯氧镁水泥制备过程中掺入一定比例的工业废盐，一方面旨在实现工业废盐的固定化处理，另一方面以提高氯氧镁水泥的耐水性；本发明流程简单，工业可操作性强；本发明方法具有流程简单、操作方便、能耗低、成本低等优点，且工业过程易于实现；本发明方法无废渣、废气、废水排放，过程清洁，不会污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及工业废盐处理技术领域，特别涉及一种工业高盐废水蒸发产生的废盐固定化处理方法。
背景技术
工业废盐是工业生产中产生的硫酸钠、氯化钠、硫酸铵、氯化钾、硫酸钾、氯化镁等各种无机盐。工业废盐多产生于高盐废水蒸发处理工序。由于工业高盐废水成分复杂，高盐废水蒸发产生的结晶盐含有大量的无机或有机杂质，如重金属、有机物等。这类废盐不能作为工业原料盐直接使用，目前仍以堆存为主。废盐产生量大，来源广泛且成分复杂，含大量有毒有害杂质，质量低、品相差；处理量远低于产生量，造成大量废盐堆积。目前，仅化工行业产生的废盐总量已达1000万吨/年。长期堆存不仅占用土地，且存在对生态环境造成严重污染和破坏的风险。依据危险废物填埋污染控制标准的相关规定，水溶性盐总量含量≥10%的废物不能进入柔性填埋场，因此废盐必须进入刚性填埋场。国内刚性填埋场少，目前国内大部分填埋场是柔性填埋场，废盐填埋受限，企业大部分废盐也无填埋出路。因此，工业废盐缺乏有效的综合利用途径，废盐处置是制约化工等行业绿色发展的瓶颈问题。
目前，工业废盐处理方法主要有洗盐法、高温热解法、沉淀法、固定化法和填埋法，这些处理方法各有优缺点。洗盐法、高温热解法、沉淀法是基于除杂的思路，去除废盐中的有机杂质或重金属等无机杂质，之后对净化盐进行再利用，这仅对单一盐且盐中杂质成分不复杂较有效，对于混盐的处理则不适用；填埋法则成本较高。固定化法的适应范围广，对单一盐、混盐皆适用。
CN201910843851.5公开了一种结晶残盐的处理方法，通过将废盐与硫酸混合加热，然后与固化剂混合，进行热解固化，得到矿物态复合化合物。采用该处理方法得到的所述矿物态复合化合物可以作为一般工业固体废物。该方法需要用到酸且高温操作，处理成本较高。
CN202010041895.9公开了一种利用石化废碱渣对含汞废盐渣进行稳定化固化的方法，所述方法将含汞废盐渣与石化废碱渣进行一段混合球磨，然后将经一段混合球磨后的物料中加入辅助稳定剂进行二段混合球磨，将得到的物料与固化材料混合，然后搅拌成均匀散状颗粒固化料。该方法适合于处理含汞废盐，但适用范围较窄。
CN202111009366.1公开了一种副产工业盐无害化处理的方法。所述方法将副产工业盐与石灰石、黏土、矿渣、煤和矿化剂粉末混合后进行高温煅烧反应，能够将副产工业盐中的金属离子固化在水泥产品中，从而实现副产工业盐固废的无害化处理。由于水泥对氯离子含量有严格限制，所述方法不适合用于处理氯化钠废盐。
由此可见，现有固定化方法不能有效地解决工业上各种废盐的固定化处理。如何提供一种有效地固定化废盐的方法是目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供一种工业废盐固定化处理的方法，本发明利用在氯氧镁水泥制备过程中掺入一定比例的工业废盐，一方面旨在实现工业废盐的固定化处理，另一方面以提高氯氧镁水泥的耐水性；本发明流程简单，操作简单，工业可操作性强。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种工业废盐固定化处理的方法，包括以下步骤：
（1）将氯化镁和水于搅拌槽中，制得氯化镁溶液；
（2）将轻烧氧化镁粉与步骤（1）中的氯化镁溶液混合，搅拌，制得氯氧镁水泥；
（3）工业废盐不需要经过预处理，将工业废盐按一定比例与步骤（2）中的氯氧镁水泥混合，搅拌，制得复合改性氯氧镁水泥。
进一步，步骤（1）和步骤（2）中，轻烧氧化镁粉、氯化镁和水的摩尔比3~5:1:8，优选5:1:8。
进一步，步骤（1）中氯化镁是工业级氯化镁或者盐湖提钾副产氯化镁，可以实现盐湖提钾副产氯化镁的利用。
进一步，步骤（3）中的工业废盐包括氯化钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸铵、硫酸钾、氯化钾、氯化铵、氯化铝、硫酸铁中的一种或多种盐形成的混盐，该工业废盐不需要经过处理可以直接利用。
进一步，步骤（3）中的工业废盐不需要进行预处理，可以包括有机物杂质、重金属杂质、或者有机物和重金属杂质。
进一步，步骤（3）中的工业废盐掺入量是氯氧镁水泥质量的0.1%-25%。
进一步，本发明的操作过程都在常温下进行。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1、本发明提供的方法不仅可以实现工业高盐废水蒸发工序产生的含有机物废盐的固定化处理，还可以实现盐湖副产氯化镁盐的利用。
2、本发明对工业废盐无特殊要求，可以是单一盐，也可以是混盐，适应性好；对工业废盐杂质组成也无要求，可以是含有机物杂质的废盐、含重金属杂质的废盐、或含有机物和重金属杂质的废盐。
3、本发明制得的复合改性氯氧镁水泥抗压强度达50MPa以上，耐水性好，同时实现工业废盐的固定化和资源化的利用。
4、本发明技术方法在常温下操作，不需要传统水泥的高温煅烧工程，易于操作，过程简单。
5、本发明方法具有流程简单、操作方便、能耗低、成本低等优点，且工业过程易于实现；本发明方法无废渣、废气、废水排放，过程清洁，不会污染环境。
具体实施方式
为了本发明的技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
实施例1
本实施例提供一种工业废盐固定化处理的方法，所述处理方法包括以下步骤：
（1）将摩尔比1:8的工业级氯化镁和水置于反应容器中，搅拌分散，制得氯化镁溶液；
（2）按氧化镁和工业级氯化镁按摩尔比5：1的比例将轻烧氧化镁粉与步骤（1）所得的氯化镁溶液混合，搅拌均匀，制得氯氧镁水泥；
（3）将有机物含量为11000 μg/g的氯化钠废盐按10%的比例掺入步骤（2）中制得的氯氧镁水泥中，搅拌均匀，制得复合改性氯氧镁水泥。
本实施例中制得的复合改性氯氧镁水泥抗压强度达到53MPa以上，相比于未添加氯化钠废盐的氯氧镁水泥，复合改性氯氧镁水泥的7天耐水性提高10.9%，复合改性氯氧镁水泥水浸液的有机碳含量为0.21mg/L；采用本发明方法对氯化钠废盐的固定率达99.9%。
实施例2
本实施例提供一种工业废盐固定化处理的方法，所述处理方法包括以下步骤：
（1）将摩尔比1:8的盐湖氯化镁和水置于反应容器中，搅拌分散，制得氯化镁溶液；
（2）按氧化镁和氯化镁按摩尔比3：1的比例将轻烧氧化镁粉与步骤（1）所得的氯化镁溶液混合，搅拌均匀，制得氯氧镁水泥；
（3）将有机物含量为11000 μg/g的氯化钠废盐按25%掺入步骤（2）中制得的氯氧镁水泥中，搅拌均匀，制得复合改性氯氧镁水泥。
本实施例中制得的复合改性氯氧镁水泥抗压强度达到51MPa以上，相比于未添加氯化钠废盐的氯氧镁水泥，复合改性氯氧镁水泥的7天耐水性提高11.6%；复合改性氯氧镁水泥水浸液的有机碳含量为0.29mg/L；采用本发明方法对含有机物的氯化钠废盐的固定化率达99.9%。
实施例3
本实施例提供一种工业废盐固定化处理的方法，所述处理方法包括以下步骤：
（1）将摩尔比1:8的工业级氯化镁和水置于反应容器中，搅拌分散，制得氯化镁溶液；
（2）按氧化镁和工业级氯化镁按摩尔比3：1的比例将轻烧氧化镁粉与步骤（1）所得的氯化镁溶液混合，搅拌均匀，制得氯氧镁水泥；
（3）将有机物含量为6000 μg/g的硫酸钠废盐按10%掺入步骤（2）中制得的氯氧镁水泥中，搅拌均匀，制得复合改性氯氧镁水泥。
本实施例中制得的复合改性氯氧镁水泥抗压强度达到58MPa以上，相比于未添加硫酸钠废盐的氯氧镁水泥，复合改性氯氧镁水泥的7天耐水性提高10.4%；复合改性氯氧镁水泥水浸液的有机碳含量0.15mg/L；采用本发明方法对硫酸钠废盐的固定率达99.9%。
实施例4
本实施例提供一种工业废盐固定化处理的方法，所述处理方法包括以下步骤：
（1）将摩尔比1:8的工业级氯化镁和水置于反应容器中，搅拌分散，制得氯化镁溶液；
（2）按氧化镁和工业级氯化镁按摩尔比5：1的比例将轻烧氧化镁粉与步骤（1）所得的氯化镁溶液混合，搅拌均匀，制得氯氧镁水泥；
（3）将有机物含量为82700 μg/g的硫酸铵废盐按5%掺入步骤（2）中制得的氯氧镁水泥中，搅拌均匀，制得复合改性氯氧镁水泥。
本实施例中制得的复合改性氯氧镁水泥抗压强度达到54MPa以上，相比于未添加废盐的氯氧镁水泥，复合改性氯氧镁水泥的7天耐水性提高8.9%；复合改性氯氧镁水泥水浸液的有机碳含量为0.42mg/L；采用本发明方法对废盐的固定率达99.9%。
实施例5
本实施例提供一种工业废盐固定化处理的方法，所述处理方法包括以下步骤：
（1）将摩尔比1:8的盐湖氯化镁和水置于反应容器中，搅拌分散，制得氯化镁溶液；
（2）按氧化镁和氯化镁按摩尔比5：1的比例将轻烧氧化镁粉与步骤（1）所得的氯化镁溶液混合，搅拌均匀，制得氯氧镁水泥；
（3）将有机物含量为8400 μg/g的氯化钠和硫酸钠混盐按15%掺入步骤（2）中制得的氯氧镁水泥中，搅拌均匀，制得复合改性氯氧镁水泥。
本实施例中制得的复合改性氯氧镁水泥抗压强度达到50MPa以上，相比于未添加废盐的氯氧镁水泥，复合改性氯氧镁水泥的7天耐水性提高11.2%；复合改性氯氧镁水泥水浸液的有机碳含量为0.33mg/L；采用本发明方法对废盐的固定率达99.9%。
实施例6
本实施例提供一种工业废盐固定化处理的方法，所述处理方法包括以下步骤：
（1）将摩尔比1:8的盐湖氯化镁和水置于反应容器中，搅拌分散，制得氯化镁溶液；
（2）按氧化镁和氯化镁按摩尔比5：1的比例将轻烧氧化镁粉与步骤（1）所得的氯化镁溶液混合，搅拌均匀，制得氯氧镁水泥；
（3）将重金属铬含量为300μg/g的硫酸钠废盐按5%掺入步骤（2）中制得的氯氧镁水泥中，搅拌均匀，制得复合改性氯氧镁水泥。
本实施例中制得的复合改性氯氧镁水泥抗压强度达到52MPa以上，相比于未添加废盐的氯氧镁水泥，复合改性氯氧镁水泥的7天耐水性提高8.4%；复合改性氯氧镁水泥水浸液的铬含量为0.3mg/L；采用本发明方法对废盐的固定率达99.9%。
实施例7
本实施例提供一种工业废盐固定化处理的方法，所述处理方法包括以下步骤：
（1）将摩尔比1:8的盐湖氯化镁和水置于反应容器中，搅拌分散，制得氯化镁溶液；
（2）按氧化镁和氯化镁按摩尔比5：1的比例将轻烧氧化镁粉与步骤（1）所得的氯化镁溶液混合，搅拌均匀，制得氯氧镁水泥；
（3）将有机物含量为8400 μg/g和重金属铬含量为280 μg/g的氯化钠和硫酸钠混盐盐按15%掺入步骤（2）中制得的氯氧镁水泥中，搅拌均匀，制得复合改性氯氧镁水泥。
本实施例中制得的复合改性氯氧镁水泥抗压强度达到51MPa以上，相比于未添加废盐的氯氧镁水泥，复合改性氯氧镁水泥的7天耐水性提高8.7%；复合改性氯氧镁水泥水浸液的有机碳含量为0.23 mg/L，铬含量为0.19mg/L；采用本发明方法对废盐的固定率达99.9%。
应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用于理解本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种利用工业废盐制备复合改性氯氧镁水泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将氯化镁和水于搅拌槽中，制得氯化镁溶液；
（2）将轻烧氧化镁粉与步骤（1）中的氯化镁溶液混合，搅拌，制得氯氧镁水泥；
（3）将工业废盐与步骤（2）中的氯氧镁水泥混合，搅拌，制得复合改性氯氧镁水泥。
2.根据权利要求1所述的一种利用工业废盐制备复合改性氯氧镁水泥的方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）中，轻烧氧化镁粉、氯化镁和水的摩尔比3~5:1:8。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用工业废盐制备复合改性氯氧镁水泥的方法，其特征在于，步骤（1）中氯化镁是工业级氯化镁或者盐湖提钾副产氯化镁。
4.根据权利要求1所述的一种利用工业废盐制备复合改性氯氧镁水泥的方法，其特征在于，步骤（3）中的工业废盐包括氯化钠、硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸铵、硫酸钾、氯化钾、氯化铵、氯化铝、硫酸铁中的一种或多种盐形成的混盐。
5.根据权利要求4所述的一种利用工业废盐制备复合改性氯氧镁水泥的方法，其特征在于，步骤（3）中的工业废盐包括有机物杂质、重金属杂质、或者有机物和重金属杂质。
6.根据权利要求5所述的一种利用工业废盐制备复合改性氯氧镁水泥的方法，其特征在于，步骤（3）中的工业废盐掺入量是氯氧镁水泥质量的0.1%-25%。
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