一種重選鼓風(fēng)氧化提純工藝及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種重選鼓風(fēng)氧化提純工藝及其裝置，屬于環(huán)境工程領(lǐng)域。該工藝?yán)闷貧饣旌铣刂袃?nèi)嵌式管道加入廢渣和工藝水，通過下端鼓風(fēng)裝置鼓入空氣使Ca(OH)2成為碳酸鹽沉淀?；旌铣厣蠈痈逤l-清液通過池頂部的溢流管溢流。下層漿液在氧化空氣與水流的作用下，通過重選原理借助過濾網(wǎng)，分離粒徑細(xì)小的堿性懸浮物和雜質(zhì)不溶物，其中底部的不溶物經(jīng)出渣口外排，最終將深度處理后的CaCO3漿液經(jīng)出漿口排出。排出的CaCO3漿液既可作為濕法脫硫劑，也可壓濾脫水后作為碳酸鈣超細(xì)粉原料。利用所述的處理方法提純的CaCO3具備優(yōu)良的堿性與較小的顆粒尺寸，節(jié)約成本，減少堿渣和電石渣這類化工廢渣的堆放，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)雙重效益的平衡發(fā)展。
【專利說明】一種重選鼓風(fēng)氧化提純工藝及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境工程領(lǐng)域，特別是指一種重選鼓風(fēng)氧化提純工藝及其裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]電石渣和氯堿廠堿渣作為工業(yè)固體廢棄物，其中絕大部分為Ca(OH)2和CaCO3物質(zhì)，其純度較高，堿性較強(qiáng)，具備應(yīng)用于煙氣脫硫和超細(xì)碳酸鈣原料采集等工序的條件，但其中混有Si02、Al2O3、酸性不溶物等大顆粒雜質(zhì)，如果直接加以利用勢(shì)必會(huì)造成純度降低或增加能耗。因此針對(duì)這類工業(yè)固體廢棄物的提純工序就顯得格外重要，若能實(shí)現(xiàn)有效成分的成功提取，則既能緩解目前超細(xì)碳酸鈣的原料供應(yīng)問題，又能作為濕法脫硫劑節(jié)約鋼廠和火電廠的脫硫運(yùn)行成本，可謂實(shí)現(xiàn)了 “以廢制廢”，既處理了兩者堆積所造成的嚴(yán)重環(huán)境污染問題，又為化工行業(yè)超細(xì)碳酸鈣的來源以及煙氣脫硫領(lǐng)域廉價(jià)高效脫硫劑的開發(fā)提供了新的思路。
[0003]近年來碳酸鈣超細(xì)粉作為一種新型無機(jī)材料，在塑料、橡膠、造紙、涂料等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用且消耗量巨大，而我們目前超細(xì)碳酸鈣產(chǎn)量很低，且產(chǎn)品單一，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需要；而隨著火電廠和鋼鐵行業(yè)脫硫排放指標(biāo)的日益嚴(yán)格，對(duì)于脫硫劑品位的要求也日益增加，因此找到一種既具備較高堿性又相對(duì)廉價(jià)的脫硫劑也就成了目前最關(guān)注的問題之一。針對(duì)氯堿廠堿渣深度處理及應(yīng)用的發(fā)明專利幾乎處于空白，中國(guó)現(xiàn)有專利如:ZL200810029591.X “利用氨堿廠白泥脫除鍋爐煙氣二氧化硫制取石膏的方法”，ZL201210010236.4 “一種用于液化氣堿渣脫硫及中和的裝置及處理方法”，ZL20121017656 5.6 “堿渣脫硫脫酚中和及尾氣脫硫處理的組合方法及裝置”，ZL200820224851.4 “帶入料流子的濕式球磨機(jī)”，ZL200820224850.X “帶入料槽的濕式球磨機(jī)”，ZL201210285911.4 “一種造紙中段廢水與白泥復(fù)合脫硫工藝”，ZL201210285911.4 “一種造紙中段廢水與白泥復(fù)合脫硫工藝”等，僅是將堿渣(俗稱“白泥”)直接作為原料加工磨細(xì)或直接應(yīng)用在煙氣脫硫領(lǐng)域，且暫無針對(duì)氯堿廠堿渣處理與應(yīng)用的發(fā)明專利，而未考慮過通過之前的深度處理純化來精確堿渣脫硫劑用量，降低系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，減少因雜質(zhì)摻雜而附加的漿液循環(huán)量，而該工藝重選提純后得到的CaCO3細(xì)粉還能用于超細(xì)碳酸鈣的原料儲(chǔ)備上，實(shí)現(xiàn)這類工業(yè)固體廢棄物高效和多領(lǐng)域的綜合利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)氯堿廠堿渣和電石渣這類堿性工業(yè)固體廢棄物的提純?cè)倮脝栴}，提供一種重選鼓風(fēng)氧化提純工藝及其裝置。
[0005]該裝置包括出水口、出衆(zhòng)口、出洛口、羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口、過濾網(wǎng)、物料與工藝水進(jìn)口、渣水混合區(qū)；其中，出水口、出漿口和出渣口布置在該裝置同側(cè)，且出水口位于出漿口上方，出漿口位于出渣口上方；出渣口和羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口設(shè)置在渣水混合區(qū)下端，并分居兩側(cè)；過濾網(wǎng)設(shè)置在裝置內(nèi)部，位于物料與工藝水進(jìn)口與該裝置外壁之間，呈圓錐形沿管道外壁布置一周；物料與工藝水進(jìn)口設(shè)置在該裝置中心位置；渣水混合區(qū)位于該裝置最下端。
[0006]該裝置中，出水口設(shè)置在裝置頂端以下1/4處，以保證上清液中含固量最低；出漿口設(shè)置在裝置頂端以下3/4處，可將絕大多數(shù)的高濃度漿液排出，而且有效避免了大粒徑的雜質(zhì)混在漿液中；出渣口所選管徑Φ為10-2000mm，用于排出Si02、Al2O3等雜質(zhì)；
[0007]羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口設(shè)置在出渣口對(duì)側(cè)，羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口所選管徑Φ為10-2000_，所接羅茨鼓風(fēng)機(jī)壓力為0.01-0.8MPa，風(fēng)量為6-60m3/min，用于從底部鼓入氧化空氣，強(qiáng)制將漿液中Ca(OH)2中的Ca2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}沉淀在渣水混合區(qū)；
[0008]過濾網(wǎng)與水平面呈45度，孔徑為100-300目，用于通過重選分離細(xì)粒徑CaCO3與粗粒徑雜質(zhì)；
[0009]物料與工藝水進(jìn)口設(shè)置于裝置內(nèi)部中心區(qū)域，為圓筒形內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)，尺寸為
0.2-6m，用于輸送物料及加入工藝水；
[0010]渣水混合區(qū)設(shè)置在裝置最下端，為圓錐形結(jié)構(gòu)，高度為l-3m，內(nèi)徑同裝置內(nèi)徑，為Ι-lOm，用于收集無法通過過濾網(wǎng)而沉積下來的大粒徑固體雜質(zhì)。
[0011]該裝置涉及一種重選鼓風(fēng)氧化提純工藝，具體為:將堿廠堿渣和電石渣以及工藝水通過物料與工藝水進(jìn)口加入到該裝置中，加入的堿廠堿渣和電石渣沉于裝置下端的渣水混合區(qū)，然后，從羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口鼓入氧化空氣，通過重選作用，使物料中的細(xì)粒徑有效堿性成分穿過過濾網(wǎng)懸浮于裝置內(nèi)，形成漿液，同時(shí)，由于氧化空氣的持續(xù)鼓入使?jié){液中Ca(OH)2中的Ca2+ 全部轉(zhuǎn)化為CaCO3,當(dāng)氧化風(fēng)機(jī)完成一個(gè)周期(30~40分鐘)停止后，設(shè)定整個(gè)漿液系統(tǒng)靜置8~10分鐘，使得漿液中CaCO3固體物質(zhì)沉積在出漿口位置，上層含Cl—濃度較高清液由出水口溢流外排，CaCO3漿液由出漿口流入漿液罐，堆積在渣水混合區(qū)底部的大顆粒固體殘留物經(jīng)出渣口外排，整個(gè)工藝以周期式循環(huán)不間斷運(yùn)行。
[0012]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0013]上述方案中，經(jīng)過出漿口排出的CaCO3細(xì)顆?；蚍勰?，可以直接用作濕法煙氣脫硫脫硫劑，或經(jīng)壓濾脫水在加工作為超細(xì)碳酸鈣粉末的原料。該法工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備少，易于維護(hù)和清洗，設(shè)備處理周期短，節(jié)約能耗，且能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，能最大限度的保障濕法脫硫劑或超細(xì)碳酸鈣原料的供應(yīng)。本發(fā)明的出現(xiàn)填補(bǔ)了目前國(guó)內(nèi)在諸如氯堿廠堿渣或電石渣這一類堿性工業(yè)固體廢棄物上的深度處理與再利用上的空白，經(jīng)由重選氧化提純后的有效堿性成分能滿足國(guó)內(nèi)鋼廠及火電廠急需高品位、廉價(jià)煙氣脫硫劑的現(xiàn)狀；緩解了國(guó)內(nèi)超細(xì)碳酸鈣原料的供應(yīng)不足等問題，實(shí)現(xiàn)了 “以廢制廢”，變廢為寶，消除了白泥堆積所造成的嚴(yán)重環(huán)境污染，也為煙氣脫硫和超細(xì)碳酸鈣加工等多領(lǐng)域提供了具有巨大經(jīng)濟(jì)效益的原料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的重選鼓風(fēng)氧化提純裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015][主要元件符號(hào)說明]
[0016]1-出水口，2-出漿口，3-出渣口，4-羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口，5-過濾網(wǎng)，6_物料與工藝水入口，7-渣水混合區(qū)。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]本發(fā)明針對(duì)氯堿廠堿渣和電石渣這類堿性工業(yè)固體廢棄物的提純?cè)倮脝栴}，提供一種重選鼓風(fēng)氧化提純工藝及其裝置。
[0019]如圖1所示，為本發(fā)明的重選鼓風(fēng)氧化提純裝置結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括出水口
1、出漿口 2、出渣口 3、羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口 4、過濾網(wǎng)5、物料與工藝水進(jìn)口 6、渣水混合區(qū)7 ;其中，出水口 1、出漿口 2和出渣口 3布置在該裝置同側(cè)，且出水口 I位于出漿口 2上方，出漿口 2位于出渣口 3上方；出渣口 3和羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口 4設(shè)置在渣水混合區(qū)7下端，并分居兩側(cè)；過濾網(wǎng)5設(shè)置在裝置內(nèi)部，位于物料與工藝水進(jìn)口 6與該裝置外壁之間，呈圓錐形沿管道外壁布置一周；物料與工藝水進(jìn)口 6設(shè)置在該裝置中心位置；渣水混合區(qū)7位于該裝置最下端。
[0020]設(shè)計(jì)該裝置長(zhǎng)度為5m ;出水口 I管徑為20mm,布置在距裝置頂端1/4處；出楽:口 2管徑為50mm，布置在距裝置頂端3/4處；出渣口 3管徑為80mm ;羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口 4管徑為100mm，羅茨鼓風(fēng)機(jī)壓力為0.08MPa，風(fēng)量20mVmin ;過濾網(wǎng)5孔徑尺寸為200目，為圓錐形結(jié)構(gòu)布置；物料與工藝水入口 6管徑為0.9m ;渣水混合區(qū)7為圓錐斗設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)直徑為4m,高度為2m。
[0021]利用該裝置提純CaCO3細(xì)粉，其步驟為:將堿廠堿渣和電石渣以及工藝水通過物料與工藝水進(jìn)口 6加入到該裝置中，加入的堿廠堿渣和電石渣沉于裝置下端的渣水混合區(qū)7，然后，從羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口 4鼓入氧化空氣，通過重選作用，使物料中的細(xì)粒徑有效堿性成分穿過過濾網(wǎng)5懸浮于裝置內(nèi)，形成漿液，同時(shí)，由于氧化空氣的持續(xù)鼓入使?jié){液中Ca (OH) 2中的Ca2+全部轉(zhuǎn)化為CaCO3,當(dāng)氧化風(fēng)機(jī)完成一個(gè)周期(30分鐘)停止后，設(shè)定整個(gè)漿液系統(tǒng)靜置10分鐘，使得漿液中CaCO3固體物質(zhì)沉積在出漿口 2位置，上層含Cl—濃度較高清液由出水口 I溢流外排，CaCO3漿液由出漿口 2流入漿液罐，堆積在渣水混合區(qū)7底部的大顆粒固體殘留物經(jīng)出渣口 3外排，整個(gè)工藝以周期式循環(huán)不間斷運(yùn)行。得到的0&0)3細(xì)顆?；蚍勰梢灾苯佑米鳚穹煔饷摿蛎摿騽?，或經(jīng)壓濾脫水在加工作為超細(xì)碳酸鈣粉末的原料。
[0022]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種重選鼓風(fēng)氧化提純裝置，其特征在于:該裝置包括出水口(I)、出漿口(2)、出渣口(3)、羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口(4)、過濾網(wǎng)(5)、物料與工藝水進(jìn)口(6)、渣水混合區(qū)(7);其中，出水口(I)、出漿口⑵和出渣口(3)布置在該裝置同側(cè)，且出水口(I)位于出漿口(2)上方，出漿口(2)位于出渣口(3)上方；出渣口(3)和羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口(4)設(shè)置在渣水混合區(qū)(7)下端，并分居兩側(cè)；過濾網(wǎng)(5)設(shè)置在裝置內(nèi)部，位于物料與工藝水進(jìn)口(6)與該裝置外壁之間，呈圓錐形沿管道外壁布置一周；物料與工藝水進(jìn)口(6)設(shè)置在該裝置中心位置；渣水混合區(qū)(7)位于該裝置最下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重選鼓風(fēng)氧化提純裝置，其特征在于:出水口(I)布置在該裝置頂端下方1/4處，出漿口(2)布置在該裝置頂端下方3/4處，出渣口(3)所選管徑Φ 為 10-2000mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重選鼓風(fēng)氧化提純裝置，其特征在于:羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口(4)與出渣口(3)對(duì)稱設(shè)置，羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口(4)所選管徑Φ為10-2000_，所接羅茨鼓風(fēng)機(jī)壓力為0.01-0.8MPa，風(fēng)量為6_60m3/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重選鼓風(fēng)氧化提純裝置，其特征在于:過濾網(wǎng)(5)與水平面呈45度，孔徑為100-300目；物料與工藝水進(jìn)口(6)設(shè)置在裝置內(nèi)部中心位置，為圓筒形內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)，尺寸為0.2-6m;渣水混合區(qū)(7)位于裝置最下端，為圓錐形結(jié)構(gòu)，高度為l-3m,內(nèi)徑同裝置內(nèi)徑,為1-1Om ;該提純裝置高度為l_8m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種重選鼓風(fēng)氧化提純裝置，涉及一種重選鼓風(fēng)氧化提純工藝，其特征在于:將堿廠堿渣和電石渣以及工藝水通過物料與工藝水進(jìn)口(6)加入到該裝置中，加入的堿廠堿渣和電石渣沉于裝置下端的渣水混合區(qū)(7)，然后，從羅茨風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)氣口(4)鼓入氧化空氣，通過重選作用，使物料中的細(xì)粒徑有效堿性成分穿過過濾網(wǎng)(5)懸浮于裝置內(nèi)，形成漿液，同時(shí)，由于氧化空氣的持續(xù)鼓入使?jié){液中Ca(OH)2中的Ca2+全部轉(zhuǎn)化為CaCO3,當(dāng)氧化風(fēng)機(jī)完成一個(gè)周期停止后，設(shè)定整個(gè)漿液系統(tǒng)靜置8~12分鐘，使得漿液中CaCO3固體物質(zhì)沉積在出漿口(2)位置，上層含Cl—濃度較高清液由出水口(I)溢流外排，CaCO3漿液由出漿口(2)流入漿液罐，堆積在渣水混合區(qū)(7)底部的大顆粒固體殘留物經(jīng)出渣口(3)外排，整個(gè)工藝以周期式循環(huán)不間斷運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種重選鼓風(fēng)氧化提純工藝,其特征在于:氧化風(fēng)機(jī)完成一個(gè)周期的時(shí)間為30~40分鐘。
【文檔編號(hào)】C01F11/18GK104071819SQ201410329465
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】宋存義, 盧熙寧, 童震松, 常冠欽, 邢奕, 汪莉, 梁寶瑞, 王森林 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)