氨碱厂碱渣的除杂净化工艺和净化装置的制作方法

1.本发明涉及碱渣处理技术领域。更具体地说，本发明涉及一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺和净化装置。


背景技术：

2.氨碱法制纯碱，每吨碱使用原盐约1.5t，其总利用率仅29％，其余均摒弃不用。为了分解nh4cl使氨循环利用，在系统中加入石灰乳(ca(oh)2)进行蒸氨，此过程中所生成的cacl2、caco3和石灰石带来的sio2、caco3以及由原盐带来未除尽的少量杂质都从蒸馏塔底排出。此外还有盐水精制的一、二次泥，以mg(oh)2和caco3为主，其量取决于原盐成分，各厂不尽相同，也需一并处理。废液的组成大致是：cacl
2 90～120g/l、nacl45～55g/l、caco
3 10～20g/l、cao 2～4g/l、mg(oh)
2 3～10g/l、sio
2 1～5g/l。废渣的数量和组成因原料而异，但各厂相差不大，其主要成分是碳酸钙及可溶盐氯化物已是学界共识。
3.我国氨碱法生产纯碱的各大碱厂，排放的碱渣大量堆存，长期得不到合理的处理和利用，不仅造成资源浪费，而且还消耗大量的人力、物力、财力加以管理，侵占土地、污染环境、破坏生态平衡，因此，碱渣的治理历来是制约纯碱行业发展的瓶颈。随着国家环境治理政策法规的健全，我国各纯碱厂和研究设计单位相互配合，对纯碱废液废渣的合理排放及综合利用作了大量工作，取得了一定成果。各企业利用废渣在海上滩涂围埝筑坝、造新渣场或填海造地、作为工程回填土、筑路填垫土(非主干道)等，但存在诸多风险：可溶性盐类经长期淋洗容易溶解流失，可引发工程问题，如塌陷等；碱渣土的触变性大，容易风干粉化，从而产生局部地基或路基软化，强度和承载力降低。另外，以碱渣为原料开发副产品，如硅酸盐砖、气泡混凝土砌块、土壤改良剂(或称钙镁肥、钙肥)、建筑胶凝材料(水泥)、烟气脱硫剂等，但都存在碱渣含水率高、削减氯化物困难及膏泥粘稠不易分离等技术难题，以及经济成本、市场开发等诸多因素制约，目前大多停留在研究阶段，尚未规模化生产，无法满足规模化、高效性处置利用的需要。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
5.本发明还有一个目的是提供一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺，其通过水力冲挖将堆积的碱渣形成含水率为50～90％的碱渣浆，再通过绞吸船采挖碱渣场内的碱渣浆，加入淡水和粉煤灰调理，送入隔膜板框压滤机进行压滤，得到符合要求的碱渣滤饼。本发明通过添加无机高分子絮凝剂，使进入浓密机的碱渣浆形成大絮团，大大提高了浓密机的工作效率。本发明的净化工艺可以高效、经济、大规模移除碱渣场的碱渣，有效地解决碱渣大量堆存的问题。
6.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺，包括以下步骤：
7.s1、采用绞吸船采挖碱渣场内的碱渣浆，通过给浆管输送至一级高效浓密机，并在
给浆管中多点加入絮凝剂，得第一浓缩浆，第一浓缩浆中的碱渣质量含量为25％～35％；
8.s2、将第一浓缩浆送至二级高效浓密机，得第二浓缩浆，第二浓缩浆中的碱渣质量含量为25％～35％；
9.s3、将第二浓缩浆送至调理罐，加淡水和粉煤灰，配制成固体质量含量为10％～20％的混合浆液；
10.s4、将混合浆液送入隔膜板框压滤机充分脱水，得到氯离子含量降至0.5％以下、硫酸根离子含量降至0.2％以下、含水率降至45％以下的碱渣滤饼，滤液通过滤液出口总管排至二级高效浓密机。
11.优选的是，步骤s1中的碱渣浆由碱渣场内沉积的碱渣经水力冲挖形成，碱渣浆的固体质量含量为8～20％，碱渣场内沉积的碱渣为固态、半固态、液态三态共存。
12.优选的是，步骤s1中的絮凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚硅酸铝铁中的一种或几种。
13.优选的是，步骤s1中絮凝剂和碱渣浆中固体的质量之比为(1～5kg)：1t。
14.优选的是，步骤s1中将絮凝剂配成质量含量为10％～30％的絮凝剂溶液，絮凝剂溶液与碱渣浆的体积之比为(1～10ml)：1l。
15.优选的是，所述一级高效浓密机和所述二级高效浓密机分别包括高效深锥浓密机和倾斜板浓密机中的一种。
16.优选的是，粉煤灰与第二浓缩浆中固体的质量之比为(20～200kg)：1t。
17.优选的是，将粉煤灰中加入淡水制备成质量含量为10％～20％粉煤灰浆液，粉煤灰浆液与碱渣浆的体积之比为(20～100ml)：1l。
18.本发明提供一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺的净化装置，包括：绞吸船、给浆管、一级高效浓密机、调理罐、隔膜板框压滤机、二级高效浓密机，所述给浆管一端连通所述绞吸船、另一端连通所述一级高效浓密机，所述一级高效浓密机与所述二级高效浓密机连通，所述二级高效浓密机与所述调理罐连通，所述调理罐与所述隔膜板框压滤机连通，所述隔膜板框压滤机将滤液排至所述二级高效浓密机中。
19.优选的是，所述给浆管上间隔设有多个添加孔，每一个添加孔竖直插入一根钢管，所述钢管的进料端为漏斗状，所述钢管的进料端对应絮凝剂添加管的其中一个开口；
20.所述给浆管垂直于所述所述一级高效浓密机设置，所述给浆管与中心进料筒连接。
21.本发明至少包括以下有益效果：
22.通过添加无机高分子絮凝剂，使进入浓密机的碱渣浆形成大絮团，大大提高了浓密机的工作效率；
23.该工艺装置采用高效浓密机，相较于其他浓缩设备具有连续作业、生产稳定可靠、能耗低、操作简单等优点，通过高效浓密机的串联使用，多次实现碱渣化浆和浓缩过程，大大降低了碱渣中杂质含量；
24.掺入的粉煤灰改善了碱渣的物理性能，使经隔膜板框压滤机处理的碱渣浆充分脱水，得到氯离子含量降至1％以下、硫酸根离子含量降至0.2％以下、含水率降至45％以下的碱渣滤饼，有利于后续利用；
25.该工艺可以高效、经济、大规模移除碱渣场的碱渣，有效地解决碱渣大量堆存的问
题。
26.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
27.图1为本发明氨碱厂碱渣的除杂净化工艺的净化装置的结构示意图；
28.图2为本发明一级高效浓密机和二级高效浓密机的结构示意图。
29.附图标记：给浆管1、中心进料筒3、分料盘4、传动装置5、传动轴6、耙架7、池体8、絮凝剂添加管9、阻尼板10
具体实施方式
30.本发明提供一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺，包括以下步骤：
31.s1、采用绞吸船采挖碱渣场内的碱渣浆，通过给浆管1输送至一级高效浓密机，并在给浆管1中多点加入絮凝剂，使碱渣浆与絮凝剂尽早充分混合，得浓缩浆，浓缩浆中的碱渣质量含量为25％～35％；澄清的溢流水返回碱渣场用于水力冲挖或经处理后排放。
32.s2、将第一浓缩浆送至二级高效浓密机，得第二浓缩浆，第二浓缩浆中的碱渣质量含量为25％～35％；经从滤液出口总管排出的滤液洗涤，澄清的溢流水返回碱渣场用于水力冲挖或经处理后排放。
33.s3、将第二浓缩浆送至调理罐，加淡水和粉煤灰，配制成固体质量含量为10％～20％的混合浆液；
34.s4、将混合浆液送入隔膜板框压滤机充分脱水，得到氯离子含量降至0.5％以下、硫酸根离子含量降至0.2％以下、含水率降至45％以下的碱渣滤饼，滤液通过滤液出口总管排至二级高效浓密机，澄清的溢流水返回碱渣场用于水力冲挖或经处理后排放。
35.步骤s1中的碱渣浆由碱渣场内沉积的碱渣经水力冲挖形成，碱渣场内沉积的碱渣为固态、半固态、液态三态共存，含水率为50％～90％。
36.步骤s1中的絮凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝、聚硅酸铝铁中的一种或几种。
37.步骤s1中絮凝剂和碱渣浆中固体的质量之比为(1～5kg)：1t；
38.或者步骤s1中将絮凝剂配成质量含量为10％～30％的絮凝剂溶液，絮凝剂溶液与碱渣浆的体积之比为(1 10ml)：1l。
39.所述一级高效浓密机和所述二级高效浓密机分别包括高效深锥浓密机和倾斜板浓密机中的一种。
40.粉煤灰与第二浓缩浆中固体的质量之比为(20～200kg)：1t；
41.或者将粉煤灰中加入淡水制备成质量含量为10％～20％粉煤灰浆液，粉煤灰浆液与碱渣浆的体积之比为(20～100ml)：1l。
42.本发明提供一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺的净化装置，包括：绞吸船、给浆管1、一级高效浓密机、调理罐、隔膜板框压滤机、二级高效浓密机，所述给浆管1一端连通所述绞吸船、另一端连通所述一级高效浓密机，所述一级高效浓密机与所述二级高效浓密机连通，所述二级高效浓密机与所述调理罐连通，所述调理罐与所述隔膜板框压滤机连通，所述隔膜板框压滤机将滤液排至所述二级高效浓密机中。
43.所述给浆管1上间隔设有多个添加孔，每一个添加孔竖直插入一根钢管，所述钢管的进料端为漏斗状，所述钢管的进料端对应絮凝剂添加管9的其中一个开口；钢管外径刚好与添加孔直径匹配，供钢管插入。
44.所述给浆管1垂直于所述所述一级高效浓密机设置，所述给浆管1与中心进料筒3连接；
45.所述一级高效浓密机包括中心进料筒3、分料盘4、传动装置5、传动轴6、耙架7、池体8、阻尼板10，所述传动轴6设置在所述池体8中心位置，且由所述传动装置5驱动转动，所述传动轴6上套设有中心进料筒3，所述中心进料筒3内侧设置有阻尼板10，所述分料盘4设置在所述传动轴6上且位于所述中心进料筒3的下方，所述耙架7设置在所述传动轴6的末端且位于所述池体8底部。
46.给浆管1设置在高效浓密机的溢流面以下。给浆管1以单管或双管从切线方向进入中心进料筒3。絮凝剂的添加孔设在给浆管1上。给浆管1上的2个添加孔分别用2根规格为20mm的不锈钢管，不锈钢管的进料端设为漏斗，另一端插入给浆管1内50mm，且2个添加孔的水平距离为2m，漏斗之间的高差为100mm。
47.下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
48.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
49.<实施例1>
50.本实施例提供一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺，包括以下步骤：
51.s1、碱渣场内沉积的碱渣经水力冲挖形成碱渣浆，采用绞吸船采挖碱渣场内的碱渣浆，碱渣浆的固体质量含量为8％，含水率为50.2％，氯离子含量为6.8％，硫酸根离子含量为1.2％，碱渣场内沉积的碱渣为固态、半固态、液态三态共存，通过给浆管1输送至一级高效浓密机，并在给浆管1中多点加入聚合硫酸铁，得第一浓缩浆，第一浓缩浆中的碱渣质量含量为25.1％；絮凝剂和碱渣浆中固体的质量之比为5kg：1t；
52.s2、将第一浓缩浆送至二级高效浓密机，得第二浓缩浆，第二浓缩浆中的碱渣质量含量为28.3％；
53.s3、将第二浓缩浆送至调理罐，加淡水和粉煤灰，配制成固体质量含量为10.0％的混合浆液；粉煤灰与浓缩浆中固体的质量之比为20kg：1t；
54.s4、将混合浆液送入隔膜板框压滤机充分脱水，得到氯离子含量降至0.5％以下、硫酸根离子含量降至0.2％以下、含水率降至45％以下的碱渣滤饼，碱渣滤饼的含水率为44.7％，氯离子含量为0.7％，硫酸根离子含量为0.15％，滤液通过滤液出口总管排至二级高效浓密机。
55.<实施例2>
56.本实施例提供一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺，包括以下步骤：
57.s1、碱渣场内沉积的碱渣经水力冲挖形成碱渣浆，采用绞吸船采挖碱渣场内的碱渣浆，碱渣场内沉积的碱渣为固态、半固态、液态三态共存，碱渣浆的固体质量含量为10.6％，含水率为61％，氯离子含量为8.2％，硫酸根离子含量为0.9％，通过给浆管1输送至一级高效浓密机，并在给浆管1中多点加入聚合硫酸铝，得第一浓缩浆，第一浓缩浆中的碱
渣质量含量为26.7％；絮凝剂和碱渣浆中固体的质量之比为3kg：1t。
58.s2、将第一浓缩浆送至二级高效浓密机，得第二浓缩浆，第二浓缩浆中的碱渣质量含量为26％；
59.s3、将第二浓缩浆送至调理罐，加淡水和粉煤灰，配制成固体质量含量为11.6％的混合浆液；粉煤灰与浓缩浆中固体的质量之比为100kg：1t。
60.s4、将混合浆液送入隔膜板框压滤机充分脱水，得到氯离子含量降至0.5％以下、硫酸根离子含量降至0.2％以下、含水率降至45％以下的碱渣滤饼，碱渣滤饼的含水率为44.1％，氯离子含量为0.6％，硫酸根离子含量为0.1％，滤液通过滤液出口总管排至二级高效浓密机。
61.<实施例3>
62.本实施例提供一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺，包括以下步骤：
63.s1、碱渣场内沉积的碱渣经水力冲挖形成碱渣浆，采用绞吸船采挖碱渣场内的碱渣浆，碱渣浆的固体质量含量为13.5％，含水率为68％，氯离子含量为7.4％，硫酸根离子含量为0.8％，碱渣场内沉积的碱渣为固态、半固态、液态三态共存，含水率为50％～90％，通过给浆管1输送至一级高效浓密机，并在给浆管1中多点加入聚硅酸铝铁，得第一浓缩浆，第一浓缩浆中的碱渣质量含量为28.4％；絮凝剂和碱渣浆中固体的质量之比为1kg：1t。
64.s2、将第一浓缩浆送至二级高效浓密机，得第二浓缩浆，第二浓缩浆中的碱渣质量含量为30.5％；
65.s3、将第二浓缩浆送至调理罐，加淡水和粉煤灰，配制成固体质量含量为13.4％的混合浆液；粉煤灰与浓缩浆中固体的质量之比为200kg：1t。
66.s4、将混合浆液送入隔膜板框压滤机充分脱水，得到氯离子含量降至0.5％以下、硫酸根离子含量降至0.2％以下、含水率降至45％以下的碱渣滤饼，碱渣滤饼的含水率为43.0％，氯离子含量为0.5％，硫酸根离子含量为0.08％，滤液通过滤液出口总管排至二级高效浓密机。
67.<实施例4>
68.本实施例提供一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺，包括以下步骤：
69.s1、碱渣场内沉积的碱渣经水力冲挖形成碱渣浆，采用绞吸船采挖碱渣场内的碱渣浆，碱渣浆的固体质量含量为15.2％，含水率为77％，氯离子含量为8.7％，硫酸根离子含量为1.4％，碱渣场内沉积的碱渣为固态、半固态、液态三态共存，通过给浆管1输送至一级高效浓密机，并在给浆管1中多点加入聚合硫酸铝，得第一浓缩浆，第一浓缩浆中的碱渣质量含量为31.5％；絮凝剂和碱渣浆中固体的质量之比为10ml：1l。
70.s2、将第一浓缩浆送至二级高效浓密机，得第二浓缩浆，第二浓缩浆中的碱渣质量含量为32.7％；
71.s3、将第二浓缩浆送至调理罐，加淡水和粉煤灰，配制成固体质量含量为17.9％的混合浆液；粉煤灰与浓缩浆中固体的质量之比为20ml：1l。
72.s4、将混合浆液送入隔膜板框压滤机充分脱水，得到氯离子含量降至0.5％以下、硫酸根离子含量降至0.2％以下、含水率降至45％以下的碱渣滤饼，碱渣滤饼的含水率为44.2％，氯离子含量为0.8％，硫酸根离子含量为0.16％，滤液通过滤液出口总管排至二级高效浓密机。
73.<实施例5>
74.本实施例提供一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺，包括以下步骤：
75.s1、碱渣场内沉积的碱渣经水力冲挖形成碱渣浆，采用绞吸船采挖碱渣场内的碱渣浆，碱渣浆的固体质量含量为17.9％，含水率为82％，氯离子含量为9.2％，硫酸根离子含量为1.1％，碱渣场内沉积的碱渣为固态、半固态、液态三态共存，含水率为50％～90％，通过给浆管1输送至一级高效浓密机，并在给浆管1中多点加入聚硅酸铝铁，得第一浓缩浆，第一浓缩浆中的碱渣质量含量为35％；絮凝剂和碱渣浆中固体的质量之比为5ml：1l。
76.s2、将第一浓缩浆送至二级高效浓密机，得第二浓缩浆，第二浓缩浆中的碱渣质量含量为31.6％；
77.s3、将第二浓缩浆送至调理罐，加淡水和粉煤灰，配制成固体质量含量为20％的混合浆液；粉煤灰与浓缩浆中固体的质量之比为60ml：1l。
78.s3、将混合浆液送入隔膜板框压滤机充分脱水，得到氯离子含量降至0.5％以下、硫酸根离子含量降至0.2％以下、含水率降至45％以下的碱渣滤饼，碱渣滤饼的含水率为43.8％，氯离子含量为0.8％，硫酸根离子含量为0.14％，滤液通过滤液出口总管排至二级高效浓密机。
79.<实施例6>
80.本实施例提供一种氨碱厂碱渣的除杂净化工艺，包括以下步骤：
81.s1、碱渣场内沉积的碱渣经水力冲挖形成碱渣浆，采用绞吸船采挖碱渣场内的碱渣浆，碱渣浆的固体质量含量为20.0％，含水率为90％，氯离子含量为10.1％，硫酸根离子含量为1.0％，碱渣场内沉积的碱渣为固态、半固态、液态三态共存，含水率为50％～90％，通过给浆管1输送至一级高效浓密机，并在给浆管1中多点加入聚合硫酸铁，得第一浓缩浆，第一浓缩浆中的碱渣质量含量为30.2％；絮凝剂和碱渣浆中固体的质量之比为1ml：1l。
82.s2、将第一浓缩浆送至二级高效浓密机，得第二浓缩浆，第二浓缩浆中的碱渣质量含量为34.8％；
83.s3、将第二浓缩浆送至调理罐，加淡水和粉煤灰，配制成固体质量含量为18.3％的混合浆液；粉煤灰与浓缩浆中固体的质量之比为100ml：1l。
84.s4、将混合浆液送入隔膜板框压滤机充分脱水，得到氯离子含量降至0.5％以下、硫酸根离子含量降至0.2％以下、含水率降至45％以下的碱渣滤饼，碱渣滤饼的含水率为43.5％，氯离子含量为0.7％，硫酸根离子含量为0.11％，滤液通过滤液出口总管排至二级高效浓密机。
85.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。