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利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法

发布时间:2018-9-25 17:26:53  中国污水处理工程网

  申请日2011.06.14

  公开(公告)日2014.07.30

  IPC分类号C01F11/28

  摘要

  本发明公开了一种利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法,包括冷轧含酸废水、酸洗废液和除尘灰或电石渣,具体步骤为:a、检验含酸废水和钢材酸洗废液中HCl的摩尔浓度,除尘灰或电石渣中CaO的质量百分数;依据所需配制的含杂CaCl2溶液的摩尔浓度,根据下式计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的含酸废水、除尘灰或电石渣、酸洗废液的摩尔数,再依据酸洗废液、含酸废水中HCl的摩尔浓度、除尘灰或电石渣中CaO的质量百分比,计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的含酸废水、酸洗废液的体积和除尘灰或电石渣的质量;CaO+2HCl=CaCl2+H2O;b、将除尘灰或电石渣与含酸废水在配乳罐中进行乳液配制;c、将b步所配的乳液加入到中和池中,同时加入酸洗废液和含酸废水;d、将c步所得溶液流入沉淀进行静置沉淀,上层清澈即为含杂液体氯化钙溶液。

  权利要求书 [支持框选翻译]

  1.一种利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法,生产原料 包括冷轧含酸废水、酸洗废液和除尘灰或电石渣,具体步骤为:

  a、检验冷轧含酸废水和酸洗废液中HC1的摩尔浓度,除尘灰或 电石渣中CaO的质量百分数;再依据所需配制的含杂CaC12溶液的 摩尔浓度,根据下式计算生成单位体积含杂CaC12溶液所需要加入 的冷轧含酸废水、酸洗废液的体积和除尘灰或电石渣的质量;

  CaO+2HC1=CaC12+H2O

  b、将除尘灰或电石渣与冷轧含酸废水在配乳罐中进行乳液配制;

  c、将b步所配的乳液加入到中和池中,同时加入酸洗废液和冷轧 含酸废水;

  d、将c步所得乳液流入沉淀池进行静置沉淀,上层清澈即为含 杂液体氯化钙溶液。

  2.根据权利要求1所述利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液 的方法,其特征在于所述的b步和c步冷轧含酸废水总和等于a步 计算的冷轧含酸废水总量。

  说明书 [支持框选翻译]

  一种利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法

  技术领域

  本发明属于环境保护与资源利用技术领域,尤其涉及一种在钢 铁冶金中利用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液的方法。

  背景技术

  钢铁企业用盐酸酸洗带钢表面的氧化铁皮,酸洗后的带钢再用水 冲洗钢板表面残余盐酸和氧化物,产生大量的含酸废水。含酸废水的 pH值一般为1~3,含酸废水中还含有对环境有害的Cl离子和COD。 因此,大量的冷轧含酸废水必须经过处理才能外排,目前普遍采用向 含酸废水中加入石灰乳中和的方法处理,处理后的废水的pH值达到 6~9,排到污水处理厂进行深度处理。现有技术存在的问题:由于含 酸废水经过加碱中和处理控制,经常出现pH值超标或悬浮物SS超 标情况,严重影响下道工序正常运行;经过中和处理后的废水,对环 境有害的Cl离子和COD仍超标,如某大型冷轧含酸废水中Cl离子 为2110mg/L,CODCr为462.3mg/L,2009年公布的新的国家标准规 定外排废水中CODCr低于100mg/L,Cl离子和COD等有害物质超标 外排给地区生态环境造成很大危害,企业每年还要交纳数目可观的排 污费。现有冷轧含酸废水处理技术存在成本高,不能实现稳定达标外 排,更没有使废水资源得到利用,冷轧废水处理一直是困绕钢铁企业 的环保难题。

  冷轧厂用盐酸酸洗钢板表面的氧化铁皮,产生大量的酸洗废液, 其主要成分为盐酸、FeCl2、FeCl3和水。大量的酸洗废液一般采用鲁 滋纳法处理,回收再生盐酸并产生氧化铁红副产品。鲁滋纳法的缺点 是设备投资大、能耗高;没有条件上鲁滋纳法的企业,一般用加碱中 和的方法处理酸洗废液。

  另外,钢铁企业生产过程中产生大量的CaO含量高的除尘灰, 如某炼钢厂的LF炉除尘灰CaO含量达50.2%,MgO为11.6%,这些 物质很有回收利用价值,但因LF炉除尘灰中硫含量高达0.712%,再 用作钢铁生产原料将造成回硫,目前这种除尘灰外排,给环境造成压 力并造成资源流失。

  还有,电石生产过程中产生大量的电石渣浆,渣浆自然沉降后含 湿率约60%,若不处理就排放势必严重污染环境。电石渣浆经过自然 风干后得到电石渣干料,如某电石渣干料成分如下:Ca(OH)2:67.66%, CaCO3:20.01%,H2O:2.49%,其他:9.84%。热分解后该电石渣干 料的CaO含量为62.41%。

  另一方面,氯化钙作为一种重要的化工原料被广泛用作干燥剂、 织物上浆剂和防火剂、路面集尘剂、食品防腐剂、制冷剂、港口和机 场及路面消雾剂、染料助磨剂、除雪剂、净水剂、烧结矿和球团矿的 增效剂、氯化铝和氯化钡及钙盐的原料等,使用范围广、需求量大。 氯化钙产品既可以是固体、也可以使液体,实际上,很多氯化钙产品 不需要有很高的纯度,如路面集尘剂、港口和机场及路面消雾剂、烧 结矿和球团矿的增效剂等,这些产品大多用纯度较高的氯化钙产品配 制,经济上不划算。

  传统的液体氯化钙的生产方法是利用氨碱法生产纯碱的废液生 产或用盐酸与碳酸钙或石灰石方法生产。

  申请号为91106411.7的中国专利,“一种生产液体氯化钙的方 法”,采用盐酸加碳酸钙反应生成液体氯化钙,其特征是:在慢速搅 拌下,用过量5%~15%的盐酸与石灰石矿浆反应,在负压下除二氧化 碳,用石灰乳把反应液中和至pH值为5~8,并添加聚丙烯酸钠处理。 该方法虽然产渣量减少,产品质量较好,但存在工艺相对复杂,反应 速度无法控制,需要过滤杂质、能耗高,反应过程中生成的气体需要 无害化处理等问题。该专利还介绍了美国专利US 4,299,809,采 用盐酸加碳酸钙反应生成液体氯化钙,其特征是:是反应器是上部密 封、下部有过滤装置的耐酸罐,粒度为0.1~30mm的碳酸钙与上部加 入的盐酸反应,靠反应产生的二氧化碳使液体氯化钙过滤并分离出二 氧化碳。其优点是不需要动力,缺点是设备结构复杂,造价高,碳酸 钙过量,产生大量的渣,需要复杂的后续处理方法来提高产品质量。

  申请号为200810015605.2的中国专利,“一种利用工业废酸生产 液体氯化钙的方法”,其特征是,利用块状石灰石和带钢酸洗后的废 盐酸按一定比例进行反应,对生成的酸性氯化钙溶液用石灰乳中和, 反应后的气体经过吸收池吸收。该方法的优点是利用了带钢酸洗后的 废盐酸、反应速度可控、反应后的气体得到处理,缺点是块状石灰石 和带钢酸洗后的废盐酸反应后的氯化钙粗液需要3~4天的沉淀处理、 生产周期长、成本相对较高。

  发明内容

  为了克服上述现有技术的缺点,对冷轧含酸废水进行资源化利 用,本发明所要解决的技术问题是提供一种利用冷轧含酸废水生产含 杂氯化钙溶液的方法。

  为达到上述目的,用冷轧含酸废水生产含杂氯化钙溶液包括冷轧 含酸废水、酸洗废液和除尘灰或电石渣,具体步骤为:

  a、检验含酸废水和钢材酸洗废液中HCl的摩尔浓度,除尘灰或电 石渣中CaO的质量百分数;依据所需配制的含杂CaCl2溶液的摩尔浓 度,根据下式计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的含酸废 水、除尘灰或电石渣、酸洗废液的摩尔数,再依据酸洗废液、含酸废 水中HCl的摩尔浓度、除尘灰或电石渣中CaO的质量百分比,计算 生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的含酸废水、酸洗废液的体 积和除尘灰或电石渣的质量;

  CaO+2HCl=CaCl2+H2O

  b、将除尘灰或电石渣与含酸废水在配乳罐中进行乳液配制;

  c、将b步所配的乳液加入到中和池中,同时加入酸洗废液和含酸 废水;

  d、将c步所得溶液流入沉淀池进行静置沉淀,上层清澈即为含杂 液体氯化钙溶液。

  b步和c步含酸废水总和等于a步计算的含酸废水总量。

  本发明有益效果如下:1使冷轧含酸废水、硫含量高的LF炉除尘 灰或电石渣得到资源化利用;2找到一条经济合理的冷轧含酸废水减 排和资源化利用的路线,解决困绕钢铁企业的冷轧废水COD难以处 理的环保难题,节省了下道工序的污水处理费用,避免冷轧含酸废水 对环境的污染;3避免硫含量高的LF炉除尘灰外排对环境的污染;4 生产有用的含杂氯化钙溶液产品,如可用作烧结矿增效剂、露天矿抑 尘剂等,在不造成环境污染的情况下,实现变废为宝,体现循环经济 的价值,具有很大的推广应用价值。

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