一种氨碱法碱渣的处理方法与流程

1.本发明属于环保及固废综合利用技术领域，尤其涉及一种氨碱法纯碱生产中的废渣综合利用的方法。


背景技术：

2.碱渣是以caco3、caso4、cacl2、mg(oh)2等钙盐镁盐为主要组分的废渣，还含有sio2等硅酸盐成分。碱渣溶液偏碱性，ph 值为10 左右。碱渣粒度很细，使得碱渣比表面积很大，含水量大，难以堆存和处理。
3.目前世界上还没有经济有效的碱渣处理方法，公知技术中大部分是采用将废液输送到渣场，将碱渣自然沉降后，堆积存放处理。因碱渣固体颗粒极小，平均粒度为10μm，经测定，碱渣自然沉降至水分为80％时，就不再继续沉降。因此这种处理方式占用了大量土地，随着渣场堆积高度的增加，也产生了巨大安全及环保隐患。
4.为解决碱渣问题，现有技术中公开了多种对碱渣综合利用处理的方法。如公开号为cn140151a的专利公开了一种使用碱渣制工程土的方法；公开号为cn102092972a的专利公开了用纯碱废渣与蒸氨废液合成水泥熟料、辅料及水泥的方法；公开号为cn103664242a的专利公开了使用碱渣制备钾肥的方法；公开号为cn107555462a的专利公开了将碱渣综合利用回收制备沉淀硫酸钡、轻质碳酸钙、农业级氯化铵或工业粗盐氯化钠。公开号为cn108483461a的专利公开了纯碱生产中碱渣回收处理方法，使得纯碱生产工艺中所产生的碱渣显著减少。
5.综合现有技术对碱渣的回收处理，其基本思路是
①
无害化处理后堆放和掩埋，这种方法随着生产的进行，碱渣不断累积，终将会对环境和安全产生巨大的影响；
②
回收碱渣中的有效成分，这种方法并不能完全处理碱渣，甚至会因引入其他成分使碱渣的剩余部分更难处理；
③
化学处理成某种特定的产品，但往往限于用途单一且用量较小而难以扩大规模。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种处理氨碱法生产纯碱所产生废渣的方法，该方法采用矿物分离的技术，使碱渣完全分解，环保、安全，也可以产生较大的经济效益。
7.本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种氨碱法碱渣的处理方法，该方法包括转化结晶、浮选分离和蒸发析盐三个步骤；转化结晶：是碱渣和硫酸反应生成硫酸钙；浮选分离：是通过浮选的方法使硫酸钙同硅酸盐杂质分离；蒸发析盐或者调ph值达标排放：蒸发析盐是蒸发含盐液相，通过控制蒸发量，钠盐和镁盐在不同的阶段析出；调ph值达标排放是将浮选分离所得液相调节ph值后达标排放。
8.本发明所述的一种氨碱法碱渣的处理方法，优选的技术方案是，在转化结晶时：反应温度为10~40℃，反应时间为2~6小时，反应器内液相ph值为1.0~6.0。
9.本发明所述的一种氨碱法碱渣的处理方法，优选的技术方案是，浮选分离采用正浮选工艺，硫酸钙富集在泡沫产品中。
10.本发明所述的一种氨碱法碱渣的处理方法，优选的技术方案是，其步骤具体如下：
①
转化结晶：碱渣进入磨矿机磨矿至粒径细于100目，若碱渣粒度均匀且粒径细于100目，省略此作业；磨好的料浆给入反应结晶器，加入硫酸控制反应结晶器内液相ph值在1.0~6.0之间；
②
浮选分离：反应结晶器出料，料浆进入搅拌桶，浮选调整剂进入搅拌桶，浮选捕收剂进入搅拌桶，调浆1~20分钟，料浆进入浮选机浮选，泡沫产品为硫酸钙产品，槽内产品为硅酸盐尾矿；泡沫产品过虑脱水，固相为硫酸钙产品，液相进入蒸发析盐段；槽内产品过滤脱水，固相为硅酸盐尾矿，液相进入蒸发析盐段；
③
蒸发析盐：浮选分离段的液相汇至收集罐，蒸发一定水量后，氯化钠开始析出，继续蒸发至镁盐析出前，固液分离，得到氯化钠产品；液相进一步蒸发，镁盐析出，直至得到老卤或者最后蒸干；得到氯化镁产品、硫酸镁产品或两者的混合物。
11.进一步优选的技术方案步骤如下：
①
转化结晶：湿法磨矿，出料浓度10~40%，控制流量进入反应器，硫酸以10~50%浓度进入反应器，用量为碱渣量80~100%，控制物料在反应器停留时间2~8小时，反应温度为10~40℃，结晶器内料浆ph值为1.0~6.0；
②
浮选分离：反应器料浆进入搅拌桶调浆，浮选调整剂进入搅拌桶调浆，浮选捕收剂进入搅拌桶调浆，调浆1~20分钟，料浆进入浮选机，一次粗选，1~4次精选，泡沫产品为二水硫酸钙，槽内产品为硅酸盐尾矿，固液分离后得到二水石膏、尾矿和含盐液相（二水石膏品位不低于95%）；
③
蒸发析盐：含盐液相进入蒸发池，液相浓度至15~30%时，析出硫酸镁产品，继续蒸发得到老卤，蒸干得到氯化镁产品、硫酸镁产品或两者的混合物。
12.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过矿物分离的方法，使碱渣被完全分解，消除了碱渣的环境安全隐患，同时得到了硫酸钙产品、氯化钠产品、氯化镁产品和少量硅酸盐尾矿。硫酸钙、氯化钠和氯化镁均是附加值较高的产品，硅酸盐尾矿没有环境和安全隐患，可作为建筑行业的原料，如水泥等。
13.本发明方法通过碱渣和硫酸反应，控制硫酸钙晶体的粒度，解决了因粒度太细难以脱水的问题；通过浮选的方法解决了硫酸钙同硅酸盐杂质分离的问题；通过控制蒸发水量实现了水溶性盐阶段析出，解决了可溶性盐氯化钠、氯化镁、硫酸镁等分离的问题。
14.本发明处理碱渣，采用矿物分离的技术，使碱渣完全分解，完成了环保安全要求，同时也产生了相当的经济效益。达到了环保安全的要求，得到了高附加值的产品，为碱渣处理提供了一种新的方法。
附图说明
15.图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
16.以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
17.实施例1，参照图1，氨碱法碱渣的处理方法:某碱渣，主要成分为：碳酸钙60%，二水石膏10%，氢氧化镁10%， 酸不溶物10%，处理方法步骤如下：
①
转化结晶段，湿法磨矿，出料浓度25%，控制流量进入反应器，硫酸以10%浓度进入反应器，用量为碱渣量85%，控制物料在反应器停留时间3小时，反应温度为25℃，结晶器内料浆ph值为3.5；
②
浮选分离段，反应器料浆进入搅拌桶调浆，浮选调整剂进入搅拌桶调浆，浮选捕收剂进入搅拌桶调浆，调浆2分钟，料浆进入浮选机，一次粗选，2次精选，泡沫产品为二水硫酸钙，槽内产品为硅酸盐尾矿，固液分离后得到二水石膏、尾矿和含盐液相，精矿二水石膏含量不低于95%，产率为105%，尾矿产率为15%。
18.③
蒸发析盐段，含盐液相进入蒸发池，液相浓度至25%时，析出硫酸镁产品，继续蒸发得到老卤，蒸干得到粗制硫酸镁产品，硫酸镁产品主要成分为泻利盐（mgso4.7h2o），产率为70%。
19.实施例2，参照图1，氨碱法碱渣的处理方法:某碱渣，主要成分为：caco
3 45%，mg(oh)
2 10%，cao 6%，caso
4 6%，cacl
2 10%，nacl l5%，酸不溶物12%，
①
转化结晶段，湿法磨矿，出料浓度25%，控制流量进入反应器，硫酸以15%浓度进入反应器，用量为碱渣量85%，控制物料在反应器停留时间3小时，反应温度为25℃，结晶器内料浆ph值为3.5；
②
浮选分离段，反应器料浆进入搅拌桶调浆，浮选调整剂进入搅拌桶调浆，浮选捕收剂进入搅拌桶调浆，调浆3分钟，料浆进入浮选机，一次粗选，2次精选，泡沫产品为精矿，主要成分为二水硫酸钙，槽内产品为尾矿，主要成分为硅酸盐，固液分离后得到二水石膏、尾矿和含盐液相，精矿二水石膏品位不低于95%，产率110%，尾矿产率18%；
③
蒸发析盐段，含盐液相进入蒸发池，液相浓度15%时，析出氯化钠产品，产率为20%，继续蒸发至液相浓度为20%时，析出氯化镁产品，继续蒸发得到老卤，蒸干得到粗制氯化镁产品，氯化镁产品产主要成分为水氯镁石和泻利盐（mgcl2.6h2o和mgso4.7h2o），产率为60%。
20.实施例3 ，参照图1，氨碱法碱渣的处理方法:某碱渣， 主要成分为：caco
3 45%，mg(oh)
2 10%，cao 6%，caso
4 6%，cacl
2 10%，nacl l5%，酸不溶物12%，
①
转化结晶段，湿法磨矿，出料浓度10%，控制流量进入反应器，硫酸以15%浓度进入反应器，用量为碱渣量85%，控制物料在反应器停留时间3小时，反应温度为25℃，结晶器内料浆ph值为3.5；
②
浮选分离段，反应器料浆进入搅拌桶调浆，浮选调整剂进入搅拌桶调浆，浮选捕收剂进入搅拌桶调浆，调浆3分钟，料浆进入浮选机，一次粗选，2次精选，泡沫产品为精矿，主要成分为二水硫酸钙，槽内产品为尾矿，主要成分为硅酸盐，固液分离后得到二水石膏、
尾矿和含盐液相，精矿二水石膏品位不低于95%，产率110%，尾矿产率18%；
③
含盐液相浓度为3%，加入碳酸钠，调整ph值为6.0~8.0，水中各离子含量符合国家环保要求，可以直接排放。