碱渣的处理方法

碱渣的处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种碱渣的处理方法，属于化工环境治理领域。其解决了碱渣堆放造成的环境污染问题。本发明处理方法包括：对钾长石原料进行预处理的步骤、烘干焙烧步骤、浸取步骤、蒸发制低钠盐步骤、氯化钾结晶步骤、氯化钙造粒步骤和对碱渣、碱液进行处理的步骤。本发明选用钾长石和盐泥为原料对氨碱法生产纯碱过程中产生的碱渣进行处理，解决了碱渣堆放造成的环境污染问题，也满足了国内对钾肥的需求量，本发明原料成本低、工艺简单、易于操作。
【专利说明】碱渣的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化工环境治理领域，具体涉及一种碱渣的处理方法。
【背景技术】
[0002]碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的废渣，生产实践证明每生产一吨纯碱需排放
0.3~0.5吨固态废渣，大量废渣的堆存既占去了大量的土地，又造成了严重的环境污染。
[0003]目前碱渣除筑坝堆存处理外，主要用于制水泥、工程土等。如CN1140151A公开了一种碱渣制工程用途的方法，碱渣制水泥的方法尝试将碱渣变为有用的产品，但实施较为困难、成本也高；碱渣制工程土的方法采用搅拌方法改变了碱渣结构，使之易于脱水，常规晾晒后用作工程用土，性能较好，为规模化治理碱渣开辟了道路，但是所得产品只做工程用途，经济附加值较低，该法偏重于处理碱渣，并不能将碱渣中的有用成分充分利用起来。
[0004]目前我国的钾肥短缺，每年需从国外进口大量的钾肥，我国可溶性钾矿资源储量少，我国大规模开发的仅是品位较高卤水钾资源，如青海察尔汗盐湖等，随着钾肥需求量的增加，可溶性钾矿资源的减少，如何开发可溶性钾资源，成为我国当务之急。

【发明内容】

[0005]鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种利用碱渣制备钾肥的方法，既解决了碱渣堆放造成的环境污染问题，也满足了国内对钾肥的需求量。
[0006]本发明技术方案包括:
[0007]一种碱渣的处理方法，该处理方法包括以下步骤:
[0008]1)称取一定量的钾长石原料并将其粉碎至100~200目，然后由原料输送系统送入混料器中；
[0009]2)向上述混料器中加入碱渣，使其与钾长石原料混合均匀，所述碱渣与钾长石的重量比为0.5~3.0:1，
[0010]3)步骤2)混合均匀的碱渣与钾长石原料送入反应炉中进行焙烧，得到气体与混合料，气体经多级过滤回收生产干冰，洗涤除尘达标排放；
[0011]4)步骤3)中的混合料送入装有浸取液的浸取器中，加热、保温、搅拌均匀后，送至板框压滤机中进行压滤分离，得到滤液一和滤渣一；
[0012]5)将步骤4)中的滤液一送入蒸发器中进行蒸发，收集生成物氯化钠、氯化钾和氯化钙；
[0013]6)将步骤4)中的滤渣一洗涤、压滤后送入酸化池，经酸化使其中的金属离子离子化，然后经过板框压滤机中进行压滤分离，得到滤液二与滤渣二 ；
[0014]7)将步骤6)中的滤渣二洗涤、压滤后送入碱溶反应釜中，经碱化处理、压滤分离后得到滤液三和难溶性滤渣三，所述滤液三为硅酸钠母液，所述硅酸钠母液用于生产五水偏硅酸钠或白炭黑，滤渣三用作水泥熟料；
[0015]8)将步骤6)中的滤液二送至酸化反应釜中，经酸化处理使金属阳离子全部离子化，经压滤分离后得到滤液四和滤渣四，将滤液四进行酸化处理，压滤分离得到氢氧化铁和滤液五；
[0016]9)将步骤8)中的滤液五进行酸化处理，压滤分离得到氢氧化铝和硫酸铵。
[0017]上述步骤2)向混料器中加入盐泥，所述盐泥与钾长石的重量比为0.001~0.5:1。
[0018]上述步骤3)中反应炉为悬浮预热烧炉，焙烧温度为800~1200°C，焙烧时间为30 ~90min。
[0019]上述步骤4)中的浸取液为蒸氨废液。
[0020]上述步骤7)中碱溶反应爸中为氢氧化钠溶液,经氢氧化钠碱化处理后为强碱性。
[0021]本发明所带来的有益技术效果:
[0022]本发明提出了一种碱渣的处理方法，其选用钾长石和盐泥为原料对氨碱法生产纯碱过程中产生的碱渣进行处理，解决了碱渣堆放造成的环境污染问题，本发明处理方法包括:焙烧，浸取，蒸发收集氯化钠、氯化钾和氯化钙，分离等工序，最终制备得到可溶性钾盐，满足了国内对钾肥的需求量；本发明原料成本低、工艺简单、易于操作。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]下面结合附图对本发明做进一步清楚、完整的说明:
[0024]图1为本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
[0025]本发明处理物料为氨碱法生产纯碱过程中产生的碱渣，所选原料主要为钾长石和盐泥，钾长石分子式为:KAlSi308，盐泥的主要成分为Mg(OH) 2、CaC03、BaS04，本发明所选原料除特别说明外，均可通过商业渠道购买得到。
[0026]一种碱渣的处理方法，该处理方法包括以下步骤:
[0027]步骤1:首先将钾长石原料送入鄂式破碎机粉碎，再经细碎至100目~200目，由原料运输系统送至混料器，备用；
[0028]步骤2:分别将碱渣和盐泥按一定比例由螺旋给料机送入搅拌器中混合均匀，再送入干燥器中干燥，将混合料中的水分干燥出去，干燥后的物料送入混合器，按比例混入步骤I的钾长石原料；
[0029]步骤3:步骤2中钾长石原料与干燥后的碱渣、盐泥混合(下称混合料)完毕后，由螺旋给料机送入悬浮预热烧炉中焙烧，焙烧炉出来气体、去喷雾干燥器中干燥物料，干燥后的气体抽出经旋风除尘，产生的气体经多级过滤后吸收回收生产干冰，洗涤除尘达标后排放；
[0030]步骤4:步骤3中的混合料送入装有浸取液的浸取器中，加热、保温、搅拌均匀后，送至板框压滤机中进行压滤分离，得到滤液一和滤渣一；
[0031]步骤5:将步骤4中的滤液一送入蒸发器中进行蒸发，收集生成物氯化钠、氯化钾和氯化钙；该步骤具体操作为:
[0032]a、蒸发制低钠盐工段
[0033]步骤4的滤液一进入蒸发器中进行蒸发，滤液一先进入多效蒸发器多效程序蒸发，锅炉来的生蒸汽加热一效蒸发循环液，蒸汽冷凝液经阻汽排水器和凝水泵送回锅炉循环使用，一效蒸发产生的二次蒸汽用于加热二效循环液，二次冷凝水经阻汽排水及一次凝水泵送入各蒸发器及离心机等设备用于清洗，二效蒸发产生蒸汽用于加热三效循环液，三次冷凝水经阻汽排水及一次凝水泵送入各蒸发器及离心机等设备用于清洗，经表面冷凝器冷凝真空泵抽气使三效保持一定负压，冷却水采用循环水。
[0034]经蒸发后氯化钠大部分结晶析出，氯化钾少量结晶析出，含有氯化钾和氯化钠的盐浆，经增稠器后清液流入母液槽，浓盐浆送入离心机离心分离，液相进入母液桶，含氯化钾的盐经加工制低钠盐；
[0035]b、氯化钾结晶工段
[0036]蒸发来的母液和氯化钾结晶分离后的母液换热、降温后送至结晶，由于真空作用而冷却并析出氯化钾，由结晶器排出的蒸汽进入表面冷凝器，并由真空泵抽真空，保证结晶器的真空度；
[0037]经过两级结晶后含结晶的浓盐浆液增稠器，清液流入钾母液桶，钾盐浆经离心机分离，母液送入钾母液桶，钾盐经皮带运输机、流化床干燥、冷却、再送去包装即为成品氯化钾。干燥用热空气由鼓风机供给，空气加热器加热，排出废气经旋风除尘。洗涤除尘后排放，洗涤用废清液循环使用不排放；
[0038]钙母液由泵一部分送到焙烧工段配料，一部分经换热器与蒸发来的钾母液换热。换热后去氯化钙造粒工段；
[0039]C、氯化钙造粒工段
[0040]来自氯化钾结晶工段的母液进入澄清桶澄清，清液流入钙液槽，晶浆放入晶浆槽，再由晶浆泵打回钾结晶增稠器，钙液经预热器预热进入升膜蒸发器，升膜蒸发出液由泵送至喷雾系统喷到流化床层，深液用压缩空气由双喷嘴进行喷雾，由于采用干热空气，周围的空气在一内部冷却循环的热交换器中预热，最终通过天然气燃烧将其间接加热到48°C，干燥出来的尾气经旋风除尘洗涤除尘达标排放。
[0041]步骤6:将步骤4中的滤渣一洗涤、压滤后由皮带机送入酸化池，经酸化使其中的金属离子离子化，然后经过板框压滤机中进行压滤分离，得到滤液二与滤渣二 ；
[0042]步骤7:将步骤6中的滤渣二洗涤、压滤后送入碱溶反应釜中，经碱化处理、压滤分离后得到滤液三和难溶性滤渣三，所述滤液三为硅酸钠母液，所述硅酸钠母液用于生产五水偏硅酸钠或白炭黑，滤渣三的主要成分为硅酸三钙、硅酸二钙，直接用作水泥熟料；
[0043]步骤8:将步骤6中的滤液二送至酸化反应釜中，经酸化处理使金属阳离子全部离子化，经压滤分离后得到滤液四和滤渣四，将滤液四进行酸化处理，通过调节pH、压滤分离得到氢氧化铁和滤液五；
[0044]步骤9:将步骤8中的滤液五进行酸化处理，调节pH、压滤分离得到氢氧化铝和硫酸铵。
[0045]下面结合具体实施例对本发明做进一步清楚、完整的说明:
[0046]实施例1:
[0047]步骤1:将钾长石、碱渣和盐泥按1: 1.5:0.2的重量比混合均匀，在球磨机内粉碎至100目；
[0048] 步骤2:将混合均匀的钾长石、碱渣和盐泥放入悬浮预热烧炉中焙烧，在1200°C的温度下烧结I小时，取出后加水溶解烧结物并煮沸10分钟，离心分离沉淀后将清液浓缩分别得到低钠盐、氯化钾、氯化钙；
[0049]步骤3:分离出的残渣经酸处理后分离得到的液体调节pH，使pH为7~8，然后经过板框压滤机中进行压滤分离，分别制得氢氧化铁和氢氧化铝；不溶性的残渣在反应釜中加20%-35%氢氧化钠调节至强碱性，煮沸溶解，并始终维持强碱性，半小时后得到的混合物离心分离，分离出的沉淀离心脱水即得水泥熟料，分离出的清液浓缩得到偏硅酸钠。
[0050]实施例2:
[0051]步骤1:将钾长石、碱渣和盐泥按1:1:0.5的重量比混合均匀，在球磨机内粉碎至100 目；
[0052]步骤2:将混合均匀的钾长石、碱渣和盐泥放入悬浮预热烧炉中焙烧，在1000°C的温度下烧结1.5小时，取出后加水溶解烧结物并煮沸30分钟，离心分离沉淀后将清液浓缩分别得到低钠盐、氯化钾、氯化钙；
[0053]步骤3:分离出的残渣经酸处理后分离得到的液体通过调pH分别制得氢氧化铁和氢氧化铝；不溶性的残渣在反应釜中加氢氧化钠调节PH维持强碱性，煮沸溶解，并始终保持强碱性，半小时后得到的混合物离心分离，分离出的沉淀离心脱水即得水泥熟料，分离出的清液浓缩得到偏硅酸钠。 [0054]应当理解的是，上述针对实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种碱渣的处理方法，其特征在于所述处理方法包括以下步骤: 1)称取一定量的钾长石原料并将其粉碎至100~200目，然后由原料输送系统送入混料器中； 2)向上述混料器中加入碱渣，使其与钾长石原料混合均匀，所述碱渣与钾长石的重量比为0.5~3.0:1， 3)步骤2)混合均匀的碱渣与钾长石原料送入反应炉中进行焙烧，得到气体与混合料，气体经多级过滤回收生产干冰,洗涤除尘达标排放； 4)步骤3)中的混合料送入装有浸取液的浸取器中，加热、保温、搅拌均匀后，送至板框压滤机中进行压滤分离，得到滤液一和滤渣一； 5)将步骤4)中的滤液一送入蒸发器中进行蒸发，收集生成物氯化钠、氯化钾和氯化钙； 6)将步骤4)中的滤渣一洗涤、压滤后送入酸化池，经酸化使其中的金属离子离子化，然后经过板框压滤机中进行压滤分离，得到滤液二与滤渣二 ； 7)将步骤6)中的滤渣二洗涤、压滤后送入碱溶反应釜中，经碱化处理、压滤分离后得到滤液三和难溶性滤渣三，所述滤液三为硅酸钠母液，所述硅酸钠母液用于生产五水偏硅酸钠或白炭黑，滤渣三用作水泥熟料； 8)将步骤6)中的滤液二送入酸化反应釜中，经酸化处理使金属阳离子全部离子化，经压滤分离后得到滤液四和滤渣四，将滤液四进行酸化处理，压滤分离得到氢氧化铁和滤液五； 9)将步骤8)中的滤液五进行酸化处理，压滤分离得到氢氧化铝和硫酸铵。
2.根据权利要求1所述的`处理方法，其特征在于:所述步骤2)向混料器中加入盐泥，所述盐泥与钾长石的重量比为0.001~0.5:1。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于:所述步骤3)中反应炉为悬浮预热烧炉，焙烧温度为800~1200°C，焙烧时间为30~90min。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于:所述步骤4)中的浸取液为蒸氨废液。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于:所述步骤7)中碱溶反应釜中为氢氧化钠溶液。
【文档编号】C05D1/04GK103664242SQ201310430904
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】薛彦辉 申请人:薛彦辉