一種去除廢堿渣中氯離子的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氨堿法純堿生產(chǎn)廢渣液綜合利用領(lǐng)域，特別涉及一種去除廢堿渣中氯 離子的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前世界上有三種生產(chǎn)純堿的方法，即氨堿法、聯(lián)堿法和天然堿法。大型企業(yè)以氨 堿法生產(chǎn)居多，占生產(chǎn)總量約60 %以上。但是氨堿法問世130多年來，因生產(chǎn)工藝原因產(chǎn) 生大量堿性廢液和廢渣，每生產(chǎn)It純堿，需要排放It含水量30~60%左右的固體堿渣，由于 其PH值高、含氯高、吸濕性強，目前國際國內(nèi)還沒有有效的大量處置方式，多數(shù)企業(yè)以堆存 為主，全國累積已堆存的堿渣超過1億噸，制約了氨堿法企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，已成為世界 純堿工業(yè)發(fā)展的一大難題。
[0003] 堿渣的主要成分為CaC03、Mg (0H)2、MgCl2、CaCl2、NaCl等，其中含氯量為8-15%左 右，目前在工程建筑、化工、環(huán)境保護、農(nóng)漁業(yè)等領(lǐng)域有所利用，但由于含氯高、吸濕性大的 特點，使各種再利用方法受到限制，如作為制磚或水泥等建筑材料時由于堿渣中含有較高 氯離子，在較高溫度條件下產(chǎn)生易腐蝕管道和設(shè)備的氯化氫，對產(chǎn)品的強度及機械性能也 有不良影響，磚和抹灰砂漿因受氯化物影響，在使用后產(chǎn)生泛霜現(xiàn)象使其使用價值降低；用 于路面建設(shè)和坑道回填時由于氯化物的溶解流失引發(fā)工程質(zhì)量問題；作為型煤添加劑、鍋 爐煤燃燒用脫硫劑及煙氣脫硫劑時也存在氯化氫腐蝕問題；作為土壤改良劑、鈣鎂復(fù)混肥 應(yīng)用時因含氯量高導(dǎo)致土壤板結(jié)及抑制作物生長等問題，因此有效脫除堿渣中的氯離子已 成為廢堿渣排放和綜合利用的重大瓶頸問題和關(guān)鍵技術(shù)。
[0004] 國內(nèi)外對廢堿渣除氯進行了廣泛研究，主要有洗滌法、離子交換樹脂法和電解法。 洗滌法主要采用淡水或海水為洗滌處理劑，如中國專利CN1098817C采用城市污水做處理 劑除去廢堿渣氯離子，廢堿渣與城市污水重量比為20~80 : 1000,脫氯效果達93%以上， 但用水量大，且存在由因廢堿渣的粒度細小、水洗時沉降速度慢導(dǎo)致脫氯時間長的問題，洗 后廢堿渣保水性強影響下一步的貯存、運輸和使用，同時產(chǎn)生氯離子二次污染問題。離子 交換樹脂法和電解法因需要特殊過濾樹脂材料，成本高且容易堵塞，目前僅處于探索階段。
[0005] 本發(fā)明利用磁分離水洗技術(shù)，通過改變堿渣顆粒表面化學性質(zhì)，利用3-6倍于堿 渣的水量就能使堿渣脫氯效率達到90%以上，為堿渣成為可利用的再生資源提供新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種去除廢堿渣中氯離子的方法，以解決目前廢堿渣因氯離子含量大 而無法實現(xiàn)大規(guī)模綜合再利用的問題。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種去除廢堿渣中氯離子的方 法，將廢堿渣與磁性物質(zhì)按照質(zhì)量比100:0. 1~1. 5混合均勻，添加廢堿渣質(zhì)量3~6倍的 水，充分攪拌，進行水洗脫氯，然后固液分離，得到沉淀物和上清液，所述沉淀物干燥，用磁 鐵去除磁性物質(zhì)，即得脫氯堿渣。
[0008] 本發(fā)明所述磁性物質(zhì)為磁性鐵粉、磁鐵礦粉或赤鐵礦粉中的任意一種或幾種。
[0009] 本發(fā)明所述磁性物質(zhì)粒度為2~l〇Mm。
[0010] 本發(fā)明所述廢堿渣與磁性物質(zhì)質(zhì)量比100:0. 5~1。
[0011] 本發(fā)明所述廢堿渣進行水洗脫氯時，采用外加4000~6000Gauss的靜磁場。
[0012] 本發(fā)明所述水洗脫氯攪拌時間為0. 5~Ih。
[0013] 本發(fā)明所述固液分離方法為靜置分離法或靜置-離心法。
[0014] 本發(fā)明所述干燥方法為自然晾曬法，時間為4~5d。
[0015] 本發(fā)明所述廢堿渣在水洗脫氯前，進行預(yù)處理，使廢堿渣90%以上粒度< 1mm。
[0016] 本發(fā)明所述預(yù)處理方法為機械碾壓法。
[0017] 本發(fā)明所述廢堿渣為氨堿法生產(chǎn)純堿產(chǎn)生的廢堿渣。
[0018] 本發(fā)明的設(shè)計思路為：本發(fā)明一個重要特征是利用磁分離技術(shù)實現(xiàn)氯離子在水中 的快速溶出，使脫氯堿渣含氯量〈2%，含水率〈10%。眾所周知，廢堿渣由非溶鹽和可溶鹽組 成，非溶鹽的主要成分為粒狀結(jié)晶不良的次生CaCO 3和CaSO 4，占廢堿渣的80~90%以上， 可溶鹽主要為含氯化合物如0&(：1 2、似(：1、1%(：12等，其中（：1占廢堿渣總量的10~15%。由 于廢堿渣中可溶鹽和非溶鹽晶體形成細小的混晶或固溶體，且孔隙發(fā)達，因此直接利用水 與廢堿渣混合時，含氯的易溶鹽在水中溶出較慢，溶出量較低，若想獲得高的除氯量需要大 量水并多次洗滌。本發(fā)明將廢堿渣與水混合后在外加磁場及攪拌作用下，水分子由于受到 洛侖茲力的作用重排，水分子偶極距發(fā)生偏轉(zhuǎn)，減弱了水分子之間的氫鍵，使原來締合成鏈 狀的水分子簇斷裂成單個小分子，易使Ca、Na、Mg、Cl等陰陽離子被單個水分子包圍形成穩(wěn) 定的水合離子，從而加快易溶鹽的電離，使Cl在水中溶解度增大，溶出量增加；同時分子動 力學模擬方法證明Ca、Na、Mg等離子在磁場中擴散系數(shù)增加，使其易從堿渣固體的孔隙中 擴撒逸出進入水中，使Cl在水中溶解速度增加且溶解度增大。因此實驗證明在磁場中僅 用3-6倍水攪拌洗滌一定時間即可達到快速大量去除廢堿渣中氯離子的目的。
[0019] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1、在國內(nèi)外首次運用磁分離技術(shù)對氨 堿法純堿生產(chǎn)廢堿渣中的氯離子進行脫除，以水為脫氯處理劑，脫氯時外加磁場，用水量僅 為堿渣的3-6倍，堿渣脫氯效率達90%以上；2、所得脫氯堿渣易干燥，采用自然晾曬即可 使含水率降低至10%以下，突破堿渣綜合利用時氯離子的有害影響，為堿渣在建筑、道路交 通、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、化工、冶金等領(lǐng)域大規(guī)模利用提供技術(shù)基礎(chǔ)；3、本發(fā)明提供了快速去除氨堿 法純堿生產(chǎn)廢堿渣中氯離子的方法，以水為脫氯處理劑，處理時外加磁場，具有堿渣沉降速 度快，堿渣脫氯效率高、脫氯堿渣含水率低的特點，同時工藝和設(shè)備簡單，容易操作，消耗的 能耗少，本發(fā)明為氨堿法純堿生產(chǎn)廢堿渣的大規(guī)模利用提供范圍更寬的應(yīng)用領(lǐng)域。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明