CN115351050B - 一种解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法 - Google Patents
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Abstract
一种解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，包括：将添加剂与水形成添加剂溶液；将热提钛尾渣置入添加剂溶液并搅拌均匀，得到浆料；对浆料进行过滤，得到滤饼和滤液。本发明的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，过滤效果好，工业生产上可将浆料过滤得到的滤液中固形物含量降低到0.5g/L以下，添加剂可循环使用，解决浆料过滤困难导致的废水无法循环利用问题，同时过滤后得到的滤液可循环使用，废水零排放，具有重要的环保意义。
Description
技术领域
本发明涉及环保领域，特别是涉及一种解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法。
背景技术
为提高攀西钒钛磁铁矿的钛资源利用率，攀钢开发了高温碳化-低温氯化技术处理含钛高炉渣，提取其中的钛，高炉渣提钛后所得废渣即为提钛尾渣，其产量占到提钛时所用高炉渣质量的90％左右。
提钛尾渣出渣温度在500℃左右，热渣冷却是保证尾渣环保排放堆存的重要环节，目前使用的是冷渣机对提钛尾渣热渣进行冷却后排放，冷渣机采用水冷壁式结构，在一定时间内把渣冷却到一定温度，为了有足够的换热面积，冷渣机长度较长，占地面积大，同时由于提钛尾渣出渣粘附有大量Cl2、HCl、TiCl4等强腐蚀性气体，导致冷渣机故障率极高，造成停产。
为了解决冷渣机故障的问题，开发形成了提钛尾渣水淬冷却技术，水淬后的提钛尾渣浆料采用过滤方式脱水，产生的滤液用于水淬下一批次提钛尾渣，废水循环利用，但是由于提钛尾渣粒度极细，150目～400目占比85％以上，同时提钛尾渣具有潜在的胶凝活性，造成水淬浆料过滤困难。浆料过滤困难给提钛尾渣环保处理和资源化利用造成极大影响，一方面提钛尾渣浆料水分无法有效脱除，造成提钛尾渣处于泥浆状态无法资源化利用；另一方面提钛尾渣浆料无法有效固液分离造成水淬废水无法循环利用，产生大量的含氯废水，带来环保隐患。
基于此，在提钛尾渣浆料过滤方面具有改进的空间。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，使提钛尾渣浆料能够快速过滤并使废水能够循环利用。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，包括：将添加剂与水形成添加剂溶液；将热提钛尾渣置入添加剂溶液并搅拌均匀，得到浆料；对浆料进行过滤，得到滤饼和滤液。
进一步地，在得到滤饼和滤液后顺序重复一次及以上过滤，一次及以上过滤中的每次过滤均将滤液补水并加入新添加剂所形成的新添加剂溶液与新热提钛尾渣形成新浆料，然后对新浆料进行过滤得到滤饼和滤液，其中一次及以上过滤中的彼此相邻的两次过滤中，前一次过滤的滤液用于形成下一次过滤的新添加剂溶液。
进一步地，添加剂选自钛白副产绿矾、钛白副产一水硫酸亚铁、钠法提钒副产硫酸钠中的一种，一次及以上过滤中的新添加剂选自钛白副产绿矾、钛白副产一水硫酸亚铁、钠法提钒副产硫酸钠中的一种。
进一步地，添加剂溶液中添加剂的质量分数浓度为1％～5％，一次及以上过滤中的新添加剂溶液中新添加剂的质量分数浓度为1％～5％。
进一步地，热提钛尾渣温度为500℃，一次及以上过滤中的新热提钛尾渣温度为500℃。
进一步地，浆料的液固比为1:1～4:1，一次及以上过滤中的新浆料的液固比为1:1～4:1。
进一步地，滤饼含水率为15％～30％，滤液固形物含量≤0.5g/L。
进一步地，采用带式过滤机或板框过滤机或立式过滤机进行过滤。
进一步地，包括以下步骤：
步骤一：将添加剂加入置有水的耐腐蚀金属容器中，搅拌溶解，得到添加剂溶液；
步骤二：将提钛尾渣置于马弗炉中并保温，待提钛尾渣温度达到设定温度时，得到热提钛尾渣，取出热提钛尾渣；
步骤三：将热提钛尾渣倒入添加剂溶液中，搅拌均匀，得到浆料；
步骤四：采用上面加有滤布的耐高温漏斗对浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液。
进一步地，在得到滤饼和滤液后顺序重复一次过滤，包括以下步骤：
步骤a：将添加剂加入置有水的耐腐蚀金属容器中，搅拌溶解，得到添加剂溶液；
步骤b：将提钛尾渣置于马弗炉中并保温，待提钛尾渣温度达到设定温度时，得到热提钛尾渣，取出热提钛尾渣；
步骤c：将热提钛尾渣倒入添加剂溶液中，搅拌均匀，得到浆料；
步骤d：采用上面加有滤布的耐高温漏斗对浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液；
步骤e：滤液补水并加入新添加剂，搅拌溶解，得到新添加剂溶液；
步骤f：将新提钛尾渣置于马弗炉中并保温，待新提钛尾渣温度达到设定温度时，得到新热提钛尾渣，取出新热提钛尾渣；
步骤g：将新热提钛尾渣倒入新添加剂溶液中，搅拌均匀，得到新浆料；
步骤h：采用上面加有滤布的耐高温漏斗对新浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液。
本发明的有益效果为：
本发明的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，具有工艺简单、流程短、成本低、分离效果好及效率高的特点，尾渣浆液搅拌均匀后直接送入过滤设备，即实现尾渣和水的分离，另外，在搅拌和过滤过程中，由于添加剂溶液的作用提钛尾渣可以得到高效的冷却，可由温度500℃的提钛尾渣的热渣得到温度40℃以下的提钛尾渣滤饼。尾渣滤饼含水率可降低到15％～30％，滤饼可直接用于建筑材料或者烘干后用于建筑材料。工业生产上可将浆料过滤得到的滤液中固形物含量降低到0.5g/L以下，添加剂可循环使用，解决浆料过滤困难导致的废水无法循环利用问题。同时过滤后得到的滤液可循环使用，不产生新的废弃物，废水零排放，具有重要的环保意义。
本发明通过在水淬提钛尾渣浆料中添加添加剂，解决了水淬提钛尾渣浆料过滤困难的问题，同时实现了提钛尾渣热渣的高效冷却，流程简短、不新增设备、投资少、运行费用低、过滤效果好，有较好的发展前景和推广价值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法的原理是：提钛尾渣粒度极细，150目～400目占比85％以上，同时提钛尾渣具有潜在的胶凝活性，在水的作用下容易形成凝胶，造成过滤困难。加入添加剂，可将提钛尾渣粒径＜460目的颗粒聚集长大为粒径＞400目的颗粒，同时生成的产物减缓提钛尾渣的胶凝速度，延长生成凝胶的时间，使得提钛尾渣浆料能够快速过滤。可获得理想的过滤效果。
本发明提供的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，包括：将添加剂与水形成添加剂溶液；将热提钛尾渣置入添加剂溶液并搅拌均匀，得到浆料；对浆料进行过滤，得到滤饼和滤液。在搅拌和过滤过程中，由于添加剂溶液的作用提钛尾渣得到高效的冷却，由温度500℃的提钛尾渣热渣得到温度40℃以下的提钛尾渣滤饼。其中，添加剂选自钛白副产绿矾、钛白副产一水硫酸亚铁、钠法提钒副产硫酸钠中的一种。添加剂均为工业副产物，价格低廉。添加剂溶液中添加剂的质量分数浓度为1％～5％。热提钛尾渣温度为500℃。浆料的液固比为1:1～4:1。滤饼含水率为15％～30％。滤液固形物含量≤0.5g/L。浆料的液固比指的是添加剂溶液和提钛尾渣的质量的比例。
本发明的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，在得到滤饼和滤液后顺序重复一次及以上过滤，一次及以上过滤中的每次过滤均将滤液补水并加入新添加剂所形成的新添加剂溶液与新热提钛尾渣形成新浆料，然后对新浆料进行过滤得到滤饼和滤液，其中一次及以上过滤中的彼此相邻的两次过滤中，前一次过滤的滤液用于形成下一次过滤的新添加剂溶液。其中，新添加剂选自钛白副产绿矾、钛白副产一水硫酸亚铁、钠法提钒副产硫酸钠中的一种。新添加剂均为工业副产物，价格低廉。新添加剂溶液中新添加剂的质量分数浓度为1％～5％。新热提钛尾渣温度为500℃。新浆料的液固比为1:1～4:1。滤饼含水率为15％～30％。滤液固形物含量≤0.5g/L。新浆料的液固比指的是新添加剂溶液和新提钛尾渣的质量的比例。
一次及以上过滤中的每次过滤中的新添加剂可以相同，也可以不同。优选地一次及以上过滤中的每次过滤中的新添加剂相同并且与添加剂相同，为钛白副产绿矾、钛白副产一水硫酸亚铁、钠法提钒副产硫酸钠中的一种。添加剂溶液和新添加剂溶液均在室温下制备，在水淬和过滤阶段分别对热提钛尾渣和新热提钛尾渣有极好的冷却作用。
可以采用带式过滤机或板框过滤机或立式过滤机进行过滤。
本发明的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法的一实施方式，包括以下步骤：
步骤一：将添加剂加入置有水的耐腐蚀金属容器中，搅拌溶解，得到添加剂溶液，添加剂溶液中添加剂的质量分数浓度为1％～5％，添加剂选自钛白副产绿矾、钛白副产一水硫酸亚铁、钠法提钒副产硫酸钠中的一种；
步骤二：将提钛尾渣置于马弗炉中并保温，待提钛尾渣温度达到设定温度时，得到热提钛尾渣，取出热提钛尾渣，设定温度为500℃，热提钛尾渣温度为500℃；
步骤三：将热提钛尾渣倒入添加剂溶液中，搅拌均匀，得到浆料，浆料的液固比为1:1～4:1；
步骤四：采用上面加有滤布的耐高温漏斗对浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液，滤饼含水率为15％～30％，滤液固形物含量≤0.5g/L。
本发明的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法的另一实施方式，包括以下步骤：
步骤a：将添加剂加入置有水的耐腐蚀金属容器中，搅拌溶解，得到添加剂溶液，添加剂溶液中添加剂的质量分数浓度为1％～5％，添加剂选自钛白副产绿矾、钛白副产一水硫酸亚铁、钠法提钒副产硫酸钠中的一种；
步骤b：将提钛尾渣置于马弗炉中并保温，待提钛尾渣温度达到设定温度时，得到热提钛尾渣，取出热提钛尾渣，设定温度为500℃，热提钛尾渣温度为500℃；
步骤c：将热提钛尾渣倒入添加剂溶液中，搅拌均匀，得到浆料，浆料的液固比为1:1～4:1；
步骤d：采用上面加有滤布的耐高温漏斗对浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液，滤饼含水率为15％～30％，滤液固形物含量≤0.5g/L；
步骤e：滤液补水并加入新添加剂，搅拌溶解，得到新添加剂溶液，新添加剂溶液中新添加剂的质量分数浓度为1％～5％，新添加剂选自钛白副产绿矾、钛白副产一水硫酸亚铁、钠法提钒副产硫酸钠中的一种；
步骤f：将新提钛尾渣置于马弗炉中并保温，待新提钛尾渣温度达到设定温度时，得到新热提钛尾渣，取出新热提钛尾渣，设定温度为500℃，新热提钛尾渣温度为500℃；
步骤g：将新热提钛尾渣倒入新添加剂溶液中，搅拌均匀，得到新浆料，新浆料的液固比为1:1～4:1；
步骤h：采用上面加有滤布的耐高温漏斗对新浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液，滤饼含水率为15％～30％，滤液固形物含量≤0.5g/L。
本发明的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法的实施例和对比例，均采用某化工企业的提钛尾渣，提钛尾渣的主要化学成分及其质量百分含量为：26.8％～29.5％的CaO、7.9％～8.5％的MgO、0.55％～0.66％的MnO、24.7％～27.5％的SiO2、14.4％～18.2％的Al2O3、6.9％～8％的TiO2、2.83％～3.85％的Cl、3.96％～4.88％的C。此外，提钛尾渣中还包括质量百分含量为4.01％～9.14％的Fe和Na和K等其他元素。
对比例：
将200g提钛尾渣置于500℃的马弗炉中并保温20min，待提钛尾渣温度达到500℃时，得到温度500℃的热提钛尾渣，取出热提钛尾渣；将热提钛尾渣迅速倒入置有400mL水的耐腐蚀金属容器中，搅拌均匀，得到浆料；采用上面加有滤布的直径120mm的耐高温漏斗对浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液；过滤时间60min，滤饼含水率为35％，滤液固形物含量0.5g/L。
实施例一：
将400mL水置于耐腐蚀金属容器中，然后将钛白副产绿矾加入置有400mL水的耐腐蚀金属容器中，搅拌溶解，得到质量分数浓度3％的钛白副产绿矾溶液；将200g提钛尾渣置于500℃的马弗炉中并保温20min，待提钛尾渣温度达到500℃时，得到温度500℃的热提钛尾渣，取出热提钛尾渣；将热提钛尾渣迅速倒入置有钛白副产绿矾溶液的耐腐蚀金属容器中，搅拌均匀，得到浆料；采用上面加有滤布的直径120mm的耐高温漏斗对浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液；过滤时间15min，滤饼含水率为23％，滤液固形物含量＜0.1g/L。
实施例二：
将400mL水置于耐腐蚀金属容器中，然后将钛白副产一水硫酸亚铁加入置有400mL水的耐腐蚀金属容器中，搅拌溶解，得到质量分数浓度1％的钛白副产一水硫酸亚铁溶液；将200g提钛尾渣置于500℃的马弗炉中并保温20min，待提钛尾渣温度达到500℃时，得到温度500℃的热提钛尾渣，取出热提钛尾渣；将热提钛尾渣迅速倒入置有钛白副产一水硫酸亚铁溶液的耐腐蚀金属容器中，搅拌均匀，得到浆料；采用上面加有滤布的直径120mm的耐高温漏斗对浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液；过滤时间18min，滤饼含水率为20％，滤液固形物含量＜0.1g/L。
实施例三：
将400mL水置于耐腐蚀金属容器中，然后将钠法提钒副产硫酸钠加入置有400mL水的耐腐蚀金属容器中，搅拌溶解，得到质量分数浓度4％的钠法提钒副产硫酸钠溶液；将416g提钛尾渣置于500℃的马弗炉中并保温20min，待提钛尾渣温度达到500℃时，得到温度500℃的热提钛尾渣，取出热提钛尾渣；将热提钛尾渣迅速倒入置有钠法提钒副产硫酸钠溶液的耐腐蚀金属容器中，搅拌均匀，得到浆料；采用上面加有滤布的直径120mm的耐高温漏斗对浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液；过滤时间17min，滤饼含水率为30％，滤液固形物含量≤0.5g/L。
实施例四：
将400mL水置于耐腐蚀金属容器中，然后将钛白副产绿矾加入置有400mL水的耐腐蚀金属容器中，搅拌溶解，得到质量分数浓度5％的钛白副产绿矾溶液；将105g提钛尾渣置于500℃的马弗炉中并保温20min，待提钛尾渣温度达到500℃时，得到温度500℃的热提钛尾渣，取出热提钛尾渣；将热提钛尾渣迅速倒入置有钛白副产绿矾溶液的耐腐蚀金属容器中，搅拌均匀，得到浆料；采用上面加有滤布的直径120mm的耐高温漏斗对浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液；过滤时间10min，滤饼含水率为15％，滤液固形物含量＜0.1g/L。
实施例五：
将400mL水置于耐腐蚀金属容器中，然后将钛白副产绿矾加入置有400mL水的耐腐蚀金属容器中，搅拌溶解，得到质量分数浓度3％的钛白副产绿矾溶液；将200g提钛尾渣置于500℃的马弗炉中并保温20min，待提钛尾渣温度达到500℃时，得到温度500℃的热提钛尾渣，取出热提钛尾渣；将热提钛尾渣迅速倒入置有钛白副产绿矾溶液的耐腐蚀金属容器中，搅拌均匀，得到浆料；采用上面加有滤布的直径120mm的耐高温漏斗对浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液；过滤时间15min，滤饼含水率为22％，滤液固形物含量＜0.1g/L。滤液补水到400mL，然后加入钛白副产绿矾，搅拌溶解，得到质量分数浓度5％的钛白副产绿矾溶液；将新的200g提钛尾渣置于500℃的马弗炉中并保温20min，待新提钛尾渣温度达到500℃时，得到温度500℃的新热提钛尾渣，取出新热提钛尾渣；将新热提钛尾渣迅速倒入置有钛白副产绿矾溶液的耐腐蚀金属容器中，搅拌均匀，得到新浆料；采用上面加有滤布的直径120mm的耐高温漏斗对新浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液；过滤时间15min，滤饼含水率为24％，滤液固形物含量＜0.1g/L。滤液每次补水到400ml并加入钛白副产绿矾形成质量分数浓度在1％～5％范围内的钛白副产绿矾溶液，循环使用到第20次，过滤时间不超过20min，滤饼含水率为≤25％，滤液固形物含量＜0.3g/L。添加剂主要为解决过滤困难，每次过滤时添加剂损失量不定，所以在后续滤液循环利用过程中添加剂浓度不一定控制在具体的数值上，只要控制添加剂的质量分数浓度在1％～5％即可满足要求。
本发明的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，具有工艺简单、流程短、成本低、分离效果好及效率高的特点，尾渣浆液搅拌均匀后直接送入过滤设备，即实现尾渣和水的分离，同时在搅拌和过滤过程中，由于添加剂溶液的作用提钛尾渣可以得到有效的冷却，可由温度500℃的提钛尾渣热渣得到温度40℃以下的提钛尾渣滤饼。尾渣滤饼含水率可降低到15％～30％，滤饼可直接用于建筑材料或者烘干后用于建筑材料，滤液固形物含量≤0.5g/L，且过滤得到的滤液可进入下一轮回用，不产生新的废弃物。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，其特征在于，包括：将添加剂与水形成添加剂溶液；将热提钛尾渣置入所述添加剂溶液并搅拌均匀，得到浆料；对所述浆料进行过滤，得到滤饼和滤液，
所述添加剂可将提钛尾渣粒径＜460目的颗粒聚集长大为粒径＞400目的颗粒，同时生成的产物减缓所述提钛尾渣的胶凝速度，
在得到所述滤饼和所述滤液后顺序重复一次及以上过滤，所述一次及以上过滤中的每次过滤均将滤液补水并加入新添加剂所形成的新添加剂溶液与新热提钛尾渣形成新浆料，然后对所述新浆料进行过滤得到滤饼和滤液，其中所述一次及以上过滤中的彼此相邻的两次过滤中，前一次过滤的滤液用于形成下一次过滤的新添加剂溶液。
2.根据权利要求1所述的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，其特征在于，所述添加剂选自钛白副产绿矾、钛白副产一水硫酸亚铁、钠法提钒副产硫酸钠中的一种，所述一次及以上过滤中的所述新添加剂选自钛白副产绿矾、钛白副产一水硫酸亚铁、钠法提钒副产硫酸钠中的一种。
3.根据权利要求1所述的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，其特征在于，所述添加剂溶液中添加剂的质量分数浓度为1%～5%，所述一次及以上过滤中的所述新添加剂溶液中新添加剂的质量分数浓度为1%～5%。
4.根据权利要求1所述的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，其特征在于，所述热提钛尾渣温度为500℃，所述一次及以上过滤中的所述新热提钛尾渣温度为500℃。
5.根据权利要求1所述的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，其特征在于，所述浆料的液固比为1:1～4:1，所述一次及以上过滤中的所述新浆料的液固比为1:1～4:1。
6.根据权利要求1所述的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，其特征在于，所述滤饼含水率为15%～30%，所述滤液固形物含量≤0.5g/L。
7.根据权利要求1所述的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，其特征在于，采用带式过滤机或板框过滤机进行过滤。
8.根据权利要求1所述的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将所述添加剂加入置有水的耐腐蚀金属容器中，搅拌溶解，得到所述添加剂溶液；
步骤二：将提钛尾渣置于马弗炉中并保温，待所述提钛尾渣温度达到设定温度时，得到热提钛尾渣，取出所述热提钛尾渣；
步骤三：将所述热提钛尾渣倒入所述添加剂溶液中，搅拌均匀，得到所述浆料；
步骤四：采用上面加有滤布的耐高温漏斗对所述浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液。
9.根据权利要求8所述的解决水淬提钛尾渣过滤困难的方法，其特征在于，在得到所述滤饼和所述滤液后顺序重复一次过滤，包括以下步骤：
步骤e：所述滤液补水并加入所述新添加剂，搅拌溶解，得到所述新添加剂溶液；
步骤f：将新提钛尾渣置于所述马弗炉中并保温，待所述新提钛尾渣温度达到设定温度时，得到新热提钛尾渣，取出所述新热提钛尾渣；
步骤g：将所述新热提钛尾渣倒入所述新添加剂溶液中，搅拌均匀，得到所述新浆料；
步骤h：采用所述上面加有滤布的耐高温漏斗对所述新浆料进行抽滤，得到滤饼和滤液。
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