CN115180782A - 一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末；向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理，过滤获得一级处理盐泥；向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理，过滤获得二级处理盐泥；其中，所述预设溶液为硫酸盐和磷酸盐中的一种或多种；向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理，过滤烘干获得除氯后的氯碱盐泥。本发明具体提供了一种氯碱行业盐泥除氯工艺，可实现盐泥的无害化以及资源化。

Description

一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法及系统

技术领域

本发明属于环境技术领域，涉及固体废弃物无害化、资源化利用领域，特别涉及一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法及系统。

背景技术

氯碱盐泥废渣具有产生量大、成分复杂的特点，氯碱盐泥废渣中含有大量可溶性盐分，进入土壤后不利于植被生长，堆放盐泥的地方往往寸草不生。目前，氯碱盐泥废渣的主要处置途径仍然是根据所处地理位置进行就近填埋或堆存，这不仅占用了大量的空地，更严重的是导致盐泥中残留氯元素以及其他重金属元素通过这一途径腐蚀周围土壤，污染地下水，危害生态环境。

近年来，化工领域不断探寻用于氯碱盐泥废渣处置的新方法；其中，部分企业将氯碱工业中产生的盐泥、电石渣等掺入固化剂，经搅拌、注浆成型、烘干等工艺，制砖、制水泥，然而盐泥中大量的氯元素，对砖块、水泥以及混凝土结构的强度影响很大，并且容易引起开裂等问题，难以推广应用。综上，亟需一种可用于氯碱盐泥废渣除氯的工艺方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法及系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明具体提供了一种氯碱行业盐泥除氯工艺，可实现盐泥的无害化以及资源化。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，包括以下步骤：

获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末；

向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理，过滤获得一级处理盐泥；

向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理，过滤获得二级处理盐泥；其中，所述预设溶液为硫酸盐和磷酸盐中的一种或多种；

向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理，过滤烘干获得除氯后的氯碱盐泥。

本发明方法的进一步改进在于，所述获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末的步骤包括：

对待除氯处理的氯碱盐泥废渣进行破碎处理，制得平均粒径在30～50μm的氯碱盐泥废渣粉末；其中，所述破碎处理为采用球磨机进行研磨处理。

本发明方法的进一步改进在于，所述向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理的步骤中，脱氯水与氯碱盐泥废渣粉末的体积比为(1～3)：1。

本发明方法的进一步改进在于，所述过滤获得一级处理盐泥的步骤包括：采用离心过滤的方式进行过滤，获得一级处理盐泥。

本发明方法的进一步改进在于，所述预设溶液为1.5～6.5g/L硫酸钠溶液、1.8～8.0g/L硫酸钾溶液、1.5～6.0g/L硫酸铵溶液、1.2～5.5硫酸镁溶液、1.2～5.0g/L磷酸钠溶液、1.5～6.5g/L磷酸钾溶液、1.0～4.5g/L磷酸铵溶液和2.0～8.0g/L硫酸镁溶液中的一种或多种。

本发明方法的进一步改进在于，所述向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理的步骤中，所述预设溶液与所述一级处理盐泥的体积比为(1～2)：1；脱氯处理的时间为50～60min。

本发明方法的进一步改进在于，所述过滤获得二级处理盐泥的步骤包括：采用离心过滤的方式进行过滤，获得二级处理盐泥。

本发明方法的进一步改进在于，所述向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理的步骤中，所述脱氯水与所述二级处理盐泥的体积比为(1～2)：1。

本发明方法的进一步改进在于，所述过滤烘干获得除氯后的氯碱盐泥的步骤包括，采用抽滤过滤的方式进行过滤，在100～120℃的环境中烘干7～8h，获得除氯后的氯碱盐泥。

本发明的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的系统，包括：

粉末获取单元，用于获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末；

一级处理单元，用于向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理，过滤获得一级处理盐泥；

二级处理单元，用于向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理，过滤获得二级处理盐泥；其中，所述预设溶液为硫酸盐和磷酸盐中的一种或多种；

三级处理单元，用于向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理，过滤烘干获得除氯后的氯碱盐泥。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明具体提供了一种氯碱行业盐泥除氯工艺方法，可实现盐泥的无害化以及资源化。具体的，本发明以水和盐溶液(示例性的，硫酸盐、磷酸盐或复合盐溶液)为浸出剂，通过分步去除盐泥中的氯元素，可使处理后盐泥中的氯含量不超过环保标准规定的限值，能够直接用于水泥的生产加工，可实现盐泥的无害化处理及资源化利用，具有良好的环保价值和经济价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法的工艺流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

请参阅图1，本发明实施例的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，包括以下步骤：

1)预处理：对盐泥进行破碎处理，制得平均粒径在30～50μm的盐泥粉末；

2)一级处理：利用脱氯水对盐泥粉末进行混合、搅拌、制浆，而后离心、过滤；

3)二级处理：利用硫酸盐、磷酸盐或复合盐溶液溶液对一级处理盐泥进行脱氯处理，处理后离心、过滤；

4)三级处理：利用脱氯水对二级处理盐泥进行三级处理，处理时间，处理后过滤、烘干。

针对现有盐泥资源化利用技术的不足，本发明实施例具体提供了一种氯碱行业盐泥除氯工艺，该工艺可实现盐泥的无害化以及资源化。本发明实施例的工艺原理包括：以水和盐溶液(硫酸盐、磷酸盐或复合盐溶液)为浸出剂，分步去除盐泥中的氯元素，使处理后盐泥中的氯含量不超过环保标准规定的限值，并可以直接用于水泥的生产加工，实现盐泥的无害化及资源化利用。

本发明实施例具体示例性可选的，步骤1)中，破碎处理是利用球磨机进行研磨，以保证后续操作中，盐泥具有较好的浸泡效果。

本发明实施例具体示例性可选的，步骤2)中，一级处理体系中水/固体积比控制在(1～3)：1，可保证盐泥固液混合物保持在匀浆状态。当水/固体积比小于1，固液混合物体系中会存在有一定的块状盐泥，不利于氯元素的去除；而当水/固体积比高于3，其解吸效果差别较小，从经济环保的角度，易造成水资源浪费。

本发明实施例具体示例性可选的，步骤2)中，一级处理时间控制在30～40min。当处理时间低于30分钟，一级处理除氯效果尚未达到最佳；当处理时间超过40分钟，其氯元素去除率基本不发生变化，故确定一级处理时间控制在30～40min。步骤2)中一级处理混合液成分复杂，液体浓稠。若采用自然沉降，一级处理混合液体在3～5h后才会出现分层现象，且上清液中存在较多细小的悬浮颗粒，浊度为2.4NTU，其固液分离时间长且效果差；若采用定性滤纸和抽滤设备进行固液分离操作，酸性混合液在2.5～3.5h内才能完成分离操作，过滤后的酸洗液浊度为0.1NTU，分离效果好但用时较长，且存在严重膜污染问题，难以实现连续生产。而选用离心分离技术，在2000r/min～3000r/min的转速条件下，离心时间为3～5min，可有效分离一级处理混合液中残渣与清液，上清液浊度为0.2NTU，故离心分离技术是本发明中对一级处理混合液进行固液分离的最优手段。

本发明实施例具体示例性可选的，步骤3)中，二级处理所使用的盐溶液可以选用1.5～6.5g/L硫酸钠溶液、1.8～8.0g/L硫酸钾溶液、1.5～6.0g/L硫酸铵溶液、1.2～5.5硫酸镁溶液、1.2～5.0g/L磷酸钠溶液、1.5～6.5g/L磷酸钾溶液、1.0～4.5g/L磷酸铵溶液、2.0～8.0g/L硫酸镁溶液或以上浓度溶液的复合溶液。

本发明实施例具体示例性可选的，步骤3)中，二级处理体系中液/固体积比控制在(1～2)：1，可保证盐泥固液混合物保持在匀浆状态。当液/固体积比小于1，固液混合物体系中会存在有一定的块状盐泥，从而影响氯元素的去除效果；而当液/固体积比高于2，其除氯效果差别较小，从经济环保的角度，易造成水资源浪费。步骤3)中，二级处理时间控制在50～60min。当处理时间低于50分钟，二级处理除氯效果尚未达到最佳；当处理时间超过60分钟，其氯元素去除率基本不发生变化，故确定二级处理时间控制在50～60min。步骤3)选用离心分离技术，在2000～3000r/min的转速条件下，离心时间为2～4min，可有效分离二级处理混合液中残渣与清液，上清液浊度为0.3NTU，故离心分离技术是本发明中对二级处理混合液进行固液分离的最优手段。

本发明实施例具体示例性可选的，步骤4)中，由于经过前两级处理，此时盐泥中氯元素含量已经达到较低水平，三级处理体系中水/固体积比控制在(1～2)：1，可满足除氯效果。步骤4)中，二级处理时间控制在20～30min。当处理时间低于20分钟，三级处理除氯效果尚未达到最佳；当处理时间超过30分钟，其氯元素去除率基本不发生变化，故确定三级处理时间控制在20～30min。步骤4)采用抽滤设备经孔径为0.45μm的滤膜可实现固液快速分离；获得的低氯盐泥固体，需在100～120℃的烘箱中烘干7～8h。

本发明实施例提供的方法操作简单，流程短，可实现氯碱工业所产盐泥固体废弃物无害化处理，处理后的盐泥，其氯含量不超过环保标准规定的限值，进而可直接用于水泥的生产加工，实现盐泥的无害化处理及资源化利用，具有良好的环保价值和经济价值。

本发明发明实施例提供的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的系统，包括：

粉末获取单元，用于获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末；

一级处理单元，用于向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理，过滤获得一级处理盐泥；

二级处理单元，用于向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理，过滤获得二级处理盐泥；其中，所述预设溶液为硫酸盐和磷酸盐中的一种或多种；

三级处理单元，用于向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理，过滤烘干获得除氯后的氯碱盐泥。

具体实施例1

请参考图1，本发明实施例提供的氯碱行业盐泥除氯工艺，以水和盐溶液(硫酸盐、磷酸盐或复合盐溶液)为浸出剂，分步去除盐泥中的氯元素，使处理后盐泥中的氯含量不超过环保标准规定的限值。具体步骤如下：首先，对盐泥进行破碎处理，利用球磨机对其进行研磨制得盐泥粉末；然后，利用脱氯水对盐泥粉末进行混合、搅拌、制浆，而后离心、过滤得到一级处理盐泥；而后，利用盐溶液(硫酸盐、磷酸盐或复合盐溶液)对一级处理盐泥进行脱氯处理，处理后离心、过滤，得到二级处理盐泥；最后，利用脱氯水对二级处理盐泥进行三级处理，处理后过滤、烘干，制得低氯盐泥可直接用于水泥的生产加工，为氯碱行业盐泥固体废弃物的无害化处理和资源化利用提供可行方案。

在本发明具体实施例中，实验所选盐泥源自河北唐山某化工企业所产盐泥，已知其含水率为40％～48％，处理步骤如下。

(1)取100g盐泥经球磨机破碎后，得到盐泥粉末样品，其粒径尺寸在35～50μm，经检测原盐泥的主要元素如表1所示，由表1可知盐泥成分复杂。

表1.盐泥的全岩指标性元素分析

(2)向第(1)步所得盐泥粉末样品中加入250mL除氯水进行一级处理，40分钟后，得到一级处理混合溶液。

(3)经离心分离，分别得到一级处理清液和盐泥。经过测量，和计算，一级处理后，氯元素去除率达到81.56％。

(4)向第(3)步所得一级处理盐泥中加入200mL硫酸钠溶液(2.0g/L)进行二级处理，60分钟后，二级处理结束，得到二级处理混合溶液。

(5)经离心分离，分别得到二级处理清液和盐泥。经过测量和计算，二级处理后，氯元素去除率达到94.67％。

(6)向第(5)步所得二级处理盐泥中加入100ml除氯水进行三级处理，30分钟后，三级处理结束，得到三级处理混合溶液。

(7)经过滤分离，分别得到三级处理清液和盐泥。经过测量和计算，三级处理后，氯元素去除率达到96.46％。

(8)将分步处理后得到的盐泥在100～120℃的烘箱中烘干7～8h，最终得到52.4g低氯盐泥，其氯元素质量比为0.05％。

由上述结果可知，本发明工艺制得的低氯盐泥，其氯元素含量不超过环保标准规定的限值，实现盐泥的无害化处理及资源化利用。

具体实施例2

本发明实施例的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，包括以下步骤：

获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末；

向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理，采用离心过滤的方式进行过滤，获得一级处理盐泥；其中，脱氯水与氯碱盐泥废渣粉末的体积比为1：1；

向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理，采用离心过滤的方式进行过滤，获得二级处理盐泥；其中，所述预设溶液为1.5～6.5g/L硫酸钠溶液；所述预设溶液与所述一级处理盐泥的体积比为1：1；脱氯处理的时间为50min。

向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理，采用抽滤过滤的方式进行过滤，在100℃的环境中烘干7h，获得除氯后的氯碱盐泥；其中，所述脱氯水与所述二级处理盐泥的体积比为1：1。

具体实施例3

本发明实施例的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，包括以下步骤：

获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末；

向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理，采用离心过滤的方式进行过滤，获得一级处理盐泥；其中，脱氯水与氯碱盐泥废渣粉末的体积比为2：1；

向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理，采用离心过滤的方式进行过滤，获得二级处理盐泥；其中，所述预设溶液为1.2～5.0g/L磷酸钠溶液；所述预设溶液与所述一级处理盐泥的体积比为1.5：1；脱氯处理的时间为55min。

向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理，采用抽滤过滤的方式进行过滤，在110℃的环境中烘干7.5h，获得除氯后的氯碱盐泥；所述脱氯水与所述二级处理盐泥的体积比为1.5：1。

具体实施例4

本发明实施例的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，包括以下步骤：

获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末；

向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理，采用离心过滤的方式进行过滤，获得一级处理盐泥；其中，脱氯水与氯碱盐泥废渣粉末的体积比为3：1；

向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理，采用离心过滤的方式进行过滤，获得二级处理盐泥；其中，所述预设溶液为1.2～5.5硫酸镁溶液和1.2～5.0g/L磷酸钠溶液；

所述预设溶液与所述一级处理盐泥的体积比为2：1；脱氯处理的时间为60min。

向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理，采用抽滤过滤的方式进行过滤，在120℃的环境中烘干8h，获得除氯后的氯碱盐泥；其中，所述脱氯水与所述二级处理盐泥的体积比为2：1。

综上所述，本发明实施例提供了一种氯碱行业盐泥除氯工艺，以水和盐溶液(硫酸盐、磷酸盐或复合盐溶液)为浸出剂，分步去除盐泥中的氯元素，使处理后盐泥中的氯含量不超过环保标准规定的限值。具体步骤如下：首先，对盐泥进行破碎处理，利用球磨机对其进行研磨制得盐泥粉末；然后，利用脱氯水对盐泥粉末进行混合、搅拌、制浆，而后离心、过滤得到一级处理盐泥；而后，利用盐溶液(硫酸盐、磷酸盐或复合盐溶液)对一级处理盐泥进行脱氯处理，处理后离心、过滤，得到二级处理盐泥；最后，利用脱氯水对二级处理盐泥进行三级处理，处理后过滤、烘干，制得低氯盐泥可直接用于水泥的生产加工，为氯碱行业盐泥固体废弃物的无害化处理和资源化利用提供可行方案。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末；

向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理，过滤获得一级处理盐泥；

向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理，过滤获得二级处理盐泥；其中，所述预设溶液为硫酸盐和磷酸盐中的一种或多种；

向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理，过滤烘干获得除氯后的氯碱盐泥。

2.根据权利要求1所述的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，其特征在于，所述获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末的步骤包括：

对待除氯处理的氯碱盐泥废渣进行破碎处理，制得平均粒径在30～50μm的氯碱盐泥废渣粉末；

其中，所述破碎处理为采用球磨机进行研磨处理。

3.根据权利要求1所述的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，其特征在于，所述向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理的步骤中，脱氯水与氯碱盐泥废渣粉末的体积比为(1～3)：1。

4.根据权利要求1所述的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，其特征在于，所述过滤获得一级处理盐泥的步骤包括：采用离心过滤的方式进行过滤，获得一级处理盐泥。

5.根据权利要求1所述的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，其特征在于，所述预设溶液为1.5～6.5g/L硫酸钠溶液、1.8～8.0g/L硫酸钾溶液、1.5～6.0g/L硫酸铵溶液、1.2～5.5硫酸镁溶液、1.2～5.0g/L磷酸钠溶液、1.5～6.5g/L磷酸钾溶液、1.0～4.5g/L磷酸铵溶液和2.0～8.0g/L硫酸镁溶液中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，其特征在于，所述向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理的步骤中，所述预设溶液与所述一级处理盐泥的体积比为(1～2)：1；脱氯处理的时间为50～60min。

7.根据权利要求1所述的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，其特征在于，所述过滤获得二级处理盐泥的步骤包括：采用离心过滤的方式进行过滤，获得二级处理盐泥。

8.根据权利要求1所述的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，其特征在于，所述向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理的步骤中，所述脱氯水与所述二级处理盐泥的体积比为(1～2)：1。

9.根据权利要求1所述的一种用于氯碱盐泥废渣除氯的方法，其特征在于，所述过滤烘干获得除氯后的氯碱盐泥的步骤包括：采用抽滤过滤的方式进行过滤，在100～120℃的环境中烘干7～8h，获得除氯后的氯碱盐泥。

10.一种用于氯碱盐泥废渣除氯的系统，其特征在于，包括：

粉末获取单元，用于获取待除氯处理的氯碱盐泥废渣粉末；

一级处理单元，用于向所述氯碱盐泥废渣粉末中加入脱氯水进行一级处理，过滤获得一级处理盐泥；

二级处理单元，用于向所述一级处理盐泥中加入预设溶液进行脱氯处理，过滤获得二级处理盐泥；其中，所述预设溶液为硫酸盐和磷酸盐中的一种或多种；

三级处理单元，用于向所述二级处理盐泥中加入脱氯水进行三级处理，过滤烘干获得除氯后的氯碱盐泥。

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