CN216946242U - 从氯化钙废水中制取生石膏的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种从氯化钙废水中制取生石膏的系统，包括：混合反应槽，混合氯化钙废水和硫酸钠进行反应；沉淀澄清槽，连通混合反应槽的出口，用于对接收自混合反应槽的反应后混合物进行沉淀澄清；一级旋流器，连通沉淀澄清槽的底部出口，用于对接收自沉淀澄清槽的生石膏浆液中的水分进行分离得到第一浓缩生石膏浆液；一级脱水机，连通一级旋流器的底部出口，用于对接收自一级旋流器的第一浓缩生石膏浆液进行固液分离，得到生石膏。本实用新型能够解决氯化法钛白粉生产过程中的氯化钙废水处理的问题。

Description

从氯化钙废水中制取生石膏的系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理系统设备领域，尤其涉及一种从氯化钙废水中制取生石膏的系统。

背景技术

目前钛白粉的生产工艺主要有硫酸法和氯化法，硫酸法的工艺复杂、三废排放多、污染大且钛白粉的质量不高，而氯化法的工艺简单、三废排放相对少、产品质量高，因此氯化法将逐步替代硫酸法用于生产钛白粉。

氯化法钛白粉工艺会产生大量的氯化钛渣固废，因此国内大部分氯化法钛白粉生产企业在处理氯化钛渣固废时会先用生产中的副产物稀盐酸浸出酸性废水中氯离子，然后用石灰进行中和，经中和沉淀过滤处理后的废水中含有大量的氯化钙及钠、镁、铝、铁等金属的氯化物同时还含有有毒及有害物质，其中废水中氯化钙的含量占比最大、约占10-20％，且废水的水量大，每生产1吨钛白粉成品将会产生约8-10吨的氯化物废水。

一般情况下，经石灰中和处理过滤后的氯化钙废水有如下几种处理方法：第一、与其它废水混合处理达标后进行地表排放；第二、对氯化钙废水采用预处理后进行蒸发结晶提取CaCl₂·2H₂O盐的处理方法；第三、直接与硫酸钠反应提取生石膏(CaSO₄·2H₂O)。随着环保要求的提高，第一种方法排放的盐会污染环境，对于处在内陆的生产企业已不能排放；第二种蒸发产盐方法除了处理成本太高外，还存在蒸发结晶难以连续运行、CaCl₂·2H₂O盐杂质含量高无法回用等问题；第三种方法也存在处理成本高、提取的石膏杂质含量高导致资源难以回用等问题。

因此，需要一种可以解决上述问题的从氯化钙废水中制取生石膏的系统。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种从氯化钙废水中制取生石膏的系统，能够经济、有效地解决氯化钙废水处理的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种从氯化钙废水中制取生石膏的系统，包括：混合反应槽，用于接收氯化钙废水和硫酸钠并供氯化钙废水和硫酸钠进行反应，得到生石膏沉淀物；沉淀澄清槽，连通混合反应槽的出口，用于对接收自混合反应槽的反应后混合物进行沉淀澄清；一级旋流器，连通沉淀澄清槽的底部出口，用于对接收自沉淀澄清槽的生石膏浆液中的水分进行分离得到第一浓缩生石膏浆液；一级脱水机，连通一级旋流器的底部出口，用于对接收自一级旋流器的第一浓缩生石膏浆液进行固液分离，得到生石膏。

本实用新型优选地技术方案在于，还包括：洗涤槽，连通一级脱水机的生石膏出口，用于对接收自一级脱水机的生石膏进行洗涤净化，得到生石膏浆液；二级脱水机，连通洗涤槽的底部出口，用于对接收自洗涤槽的生石膏浆液进行固液分离，得到精制生石膏。

本实用新型优选地技术方案在于，洗涤槽和二级脱水机之间还包括二级旋流器，连通洗涤槽的底部出口，用于对接收自洗涤槽的生石膏浆液中的水分先进行分离得到第二浓缩生石膏浆液，并送至二级脱水机。

本实用新型优选地技术方案在于，二级脱水机的出口管道设有分料口，分料口连通洗涤槽的入口，用于把精制生石膏运回洗涤槽以进一步洗涤杂质。

本实用新型优选地技术方案在于，还包括滤液槽，分别连通一级旋流器、一级脱水机、二级旋流器和二级脱水机的废液出口，接收来自一级旋流器、一级脱水机、二级旋流器和二级脱水机的废液，并将废液循环至混合反应槽的入口。

本实用新型优选地技术方案在于，混合反应槽底部设有压缩空气出口，还包括鼓风机，连通压缩空气出口，向混合反应槽内部通入压缩空气，起着加速反应以及防沉淀的作用。此外，也可以用常规机械搅拌装置代替鼓风机，但是存在着需经常清理搅拌装置上沉积物的问题。

本实用新型优选地技术方案在于，还包括预处理池，用于清除氯化钙废水中的杂质后送至混合反应槽的入口。

本实用新型优选地技术方案在于，还包括氯化钠废水储槽，连通沉淀澄清槽的上部出口，接收来自沉淀澄清槽的氯化钠废水，用于后续的氯化钠提纯工序，作为原材料在氯碱生产中回用。

本实用新型优选地技术方案在于，还包括加酸装置，连通混合反应槽的入口，用于调节混合反应槽内的pH值。

本实用新型优选地技术方案在于，还包括加碱装置，连通混合反应槽的入口，用于调节混合反应槽内的pH值。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用一种从氯化钙废水中制取生石膏的系统，上述的系统把氯化钙废水中的钙离子和硫酸根离子反应结晶生成生石膏沉淀，并且通过沉淀、旋流、脱水等工序，把生石膏沉淀的杂质进一步去除。优点总结如下：

1.生石膏的杂质含量和氯离子含量低，可以作为水泥的添加剂或建材的原材料而得到回用；

2.连续化工艺；

3.本方法具有显著的环保、经济效益优势。

4.本法极具推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种从氯化钙废水中制取生石膏的系统流程图。

图中：

1、混合反应槽；2、沉淀澄清槽；31、一级旋流器；32、二级旋流器；41、一级脱水机；42、二级脱水机；5、洗涤槽；51、滤液槽；6、鼓风机；7、预处理池；8、氯化钠废水储槽；91、加酸装置；92、加碱装置；93、硫酸钠储罐。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

以下实施方式中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的原件或具有相同或类似功能的原件，以下通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语：中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语：第一、第二等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所示技术特征的数量。本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语：安装、相连、连接等应作广义理解，本领域的普通技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用性中的具体含义。

请参阅图1，本实施例中提供的一种从氯化钙废水中制取生石膏的系统，其中图1中省略标注的设备为泵输送装置，该从氯化钙废水中制取生石膏的系统包括：混合反应槽1，混合氯化钙废水和来自硫酸钠储罐93的硫酸钠进行反应，得到生石膏沉淀物，其中，硫酸钠需过量投加，并且控制反应后的溶液中硫酸钠达到5-20g/L；沉淀澄清槽2，连通混合反应槽1的出口，用于对接收自混合反应槽1的反应后混合物进行沉淀澄清；一级旋流器31，连通沉淀澄清槽2的底部出口，用于对接收自沉淀澄清槽2的生石膏中的水分进行分离得到第一浓缩生石膏浆液；一级脱水机41，连通一级旋流器31的底部出口，用于对接收自一级旋流器31的第一浓缩生石膏浆液，进行固液分离，得到生石膏。上述的系统把氯化钙废水中的钙离子和硫酸根离子反应结晶生成生石膏沉淀物，并且通过沉淀结晶、旋流、脱水等工序，把生石膏沉淀的杂质进一步去除。本实施例中氯化钙废水的氯化钙含量约占15％，经过转化后，氯化钙的转化率在92％，最终成品的含水率(重量份，下同)约在20％，氯离子浓度(重量份，下同)为0.036％≤0.04％，使得该生石膏可以作为水泥的添加剂或建材的原材料而得到回用。若生石膏的氯离子含量过高，会导致建材使用过程中的电化学腐蚀严重，降低建材的使用寿命，使之不能达标。

为了把生石膏中的杂质离子进一步去除，提高最终生石膏的纯度，优选地，还包括洗涤槽5，连通一级脱水机41的生石膏出口，用于对接收自一级脱水机41的生石膏，进行洗涤净化；二级脱水机42，连通洗涤槽5的底部出口，接收来自洗涤槽5的生石膏浆液，进行固液分离，得到精制生石膏。此外，在达到相同的氯离子含量的前提下，通过洗涤还可以减少总的用水量，经过计算，采用洗涤槽后的工艺比原本不经过洗涤槽的工艺可以减少约40％的用水量。

进一步地，洗涤槽5和二级脱水机42之间还包括二级旋流器32，连通洗涤槽5的底部出口，用于对接收自洗涤槽5的生石膏浆液中的水分先进行分离得到第二浓缩生石膏浆液，并送至二级脱水机42。废水处理工序上增加二级旋流器32有利于提高处理效率，并且减少后续二级脱水机42的工作负荷，最终成品的含水率能达到20％左右。

为了进一步减少生石膏成品的氯离子含量，优选地，二级脱水机42的出口管道设有分料口，分料口连通洗涤槽5的入口，用于把精制生石膏运回洗涤槽5以进一步洗涤杂质。最终成品的氯离子浓度能下降到0.023％。

为了综合利用洗涤用水，减少水量的消耗，优选地，还包括滤液槽51，分别连通一级旋流器31、一级脱水机41、二级旋流器32、二级脱水机42的废液出口，接收来自上述设备的废液，并将废液循环至混合反应槽1的入口。

为了加速混合反应槽的反应速率以及防止生成的生石膏晶体沉积在混合反应槽，优选地，混合反应槽1底部设有压缩空气出口；还包括鼓风机6，连通压缩空气出口，向混合反应槽1内部通入压缩空气。通过压缩空气对混合反应槽搅拌，使得氯化钙和硫酸钠充分反应，能够把生石膏成品的转化率从92％提高到96％，而且由于生石膏晶体在压缩空气搅拌的环境下不容易沉积，不需要经常清理混合反应槽的沉积物，使得整套处理系统连续不中断。

为了预先处理一些废水中的难溶物，优选地，还包括预处理池7，用于清除氯化钙废水中的杂质后送至混合反应槽1的入口。

为了充分利用氯化钠，优选地，还包括氯化钠废水储槽8，连通沉淀澄清槽2的上部出口，接收来自沉淀澄清槽2的氯化钠废水，用于后续的氯化钠提纯工序，作为原材料在氯碱生产中回用。

为了调节反应的pH值，优选地，还包括加酸装置91和加碱装置92，连通混合反应槽1的入口，并向混合反应槽1添加化合物，调节混合反应槽1内的pH值。其中加酸装置91里面是装有硫酸，加碱装置92里面是装有氢氧化钠。本实施例中的氯化钙废水的pH值在7-7.5，偏碱性，在酸性的环境下，能减少其他杂质的沉淀，但是会增大处理的成本。本实施例中，控制pH值至6-8，该范围下，氢氧化镁、氢氧化钙、其他重金属的氢氧化物的溶解度相对较大，不容易沉淀而混在生石膏中，使得生石膏产品的纯度相对较高。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种从氯化钙废水中制取生石膏的系统，其特征在于，包括：

混合反应槽(1)，用于接收氯化钙废水和硫酸钠并供氯化钙废水和硫酸钠进行反应，得到生石膏沉淀物；

沉淀澄清槽(2)，连通所述混合反应槽(1)的出口，用于对接收自混合反应槽(1)的反应后混合物进行沉淀澄清；

一级旋流器(31)，连通所述沉淀澄清槽(2)的底部出口，用于对接收自沉淀澄清槽(2)的生石膏浆液中的水分进行分离得到第一浓缩生石膏浆液；

一级脱水机(41)，连通所述一级旋流器(31)的底部出口，用于对接收自一级旋流器(31)的第一浓缩生石膏浆液进行固液分离，得到生石膏。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

洗涤槽(5)，连通所述一级脱水机(41)的生石膏出口，用于对接收自一级脱水机(41)的生石膏进行洗涤净化，得到生石膏浆液；

二级脱水机(42)，连通所述洗涤槽(5)的底部出口，用于对接收自洗涤槽(5)的生石膏浆液进行固液分离，得到精制生石膏。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述洗涤槽(5)和所述二级脱水机(42)之间还包括：

二级旋流器(32)，连通所述洗涤槽(5)的底部出口，用于对接收自洗涤槽(5)的生石膏浆液中的水分先进行分离得到第二浓缩生石膏浆液，并送至所述二级脱水机(42)。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：

所述二级脱水机(42)的出口管道设有分料口，所述分料口连通洗涤槽(5)的入口，用于把精制生石膏运回洗涤槽(5)以进一步洗涤杂质。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：

还包括滤液槽(51)，分别连通所述一级旋流器(31)、一级脱水机(41)、二级旋流器(32)和二级脱水机(42)的废液出口，接收来自一级旋流器(31)、一级脱水机(41)、二级旋流器(32)和二级脱水机(42)的废液，并将废液循环至所述混合反应槽(1)的入口。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述混合反应槽(1)底部设有压缩空气出口；

还包括鼓风机(6)，连通所述压缩空气出口，向所述混合反应槽(1)内部通入压缩空气，起着加速反应以及防沉淀的作用。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

预处理池(7)，用于清除氯化钙废水中的杂质后送至所述混合反应槽(1)的入口。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

氯化钠废水储槽(8)，连通所述沉淀澄清槽(2)的上部出口，接收来自沉淀澄清槽(2)的氯化钠废水，用于后续的氯化钠提纯工序，作为原材料在氯碱生产中回用。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

加酸装置(91)，连通所述混合反应槽(1)的入口，用于调节混合反应槽(1)内的pH值。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

加碱装置(92)，连通所述混合反应槽(1)的入口，用于调节混合反应槽(1)内的pH值。

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