CN102826582B - 一种利用转炉除尘废水生产含杂液体氯化钙的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用转炉除尘废水生产含杂液体氯化钙的方法，包括转炉除尘废水、酸洗废液和除尘灰或电石渣，具体步骤如下：a、检验酸洗废液中HCl的摩尔浓度，除尘灰或电石渣中CaO的质量百分数；依据所需配制的含杂CaCl2溶液的摩尔浓度，根据下式计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的转炉除尘废水、除尘灰或电石渣、酸洗废液的摩尔数，再依据和酸洗废液中HCl的摩尔浓度、除尘灰或电石渣中CaO的质量百分比，计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的转炉除尘废水、酸洗废液的体积和除尘灰或电石渣的质量；CaO+2HCl＝CaCl2+H2O；b、将除尘灰或电石渣与转炉除尘废水在配乳罐中进行乳液配制。c、分别将b步所配的乳液和酸洗废液及转炉除尘废水加入到中和池中；d、将c步所得溶液流入沉淀池进行静置沉淀，上层清澈即为含杂液体氯化钙溶液。

Description

一种利用转炉除尘废水生产含杂液体氯化钙的方法
技术领域
本发明属于环境保护与资源利用技术领域，尤其涉及一种在钢铁冶金中利用转炉除尘废水生产含杂液体氯化钙的方法。
背景技术
转炉炼钢过程中产生了大量的高温烟气，烟气经活动烟罩、上部固定烟罩和汽化冷却烟道冷却到800℃～1000℃，然后依次通过一级水溢流固定文氏管(俗称一文)和二级可调文氏管(俗称二文)洗涤、再经重力脱水器和90°弯头，将烟气中的灰尘除掉，同时降低烟道气的温度。供两级文氏管进行除尘和降温的水，使用后通过脱水器排出，即为转炉除尘废水。其pH值高、硬度高、悬浮物高，必须经过处理后才能回用或外排，否则将造成***结垢、环境污染和资源浪费。传统的转炉除尘废水的处理方法是用加药混凝沉淀，缺点是处理成本高，同时因为外排水水质波动，部分污染物超标排放，对环境造成不同程度的破坏。如某炼钢厂转炉除尘废水，经粗颗粒分离器，加纯碱去除硬度，流入斜板沉淀池，去除大量沉淀物，再经冷却塔降低水温，最后流入吸水井，经过这四道工序处理后，一部分水通过深度处理进行再生回用，还有一部分水外排，外排量达100～200m3/h，外排水水质指标为Cl-：0.18mg/L，pH：11.74，Ca2+：59.60mg/L，直接排放不但是对水资源浪费，而且对环境和水体亦会造成污染。
在钢铁制品的加工过程中，经常要用盐酸对其表面进行除锈处理，由此产生大量的酸洗废液，一般采用鲁滋纳法回收盐酸并产生氧化铁红副产品，但此法投资运营成本高、能耗高，一些小型企业没有条件对酸废液进行回收利用，一般采用加碱中和的方法处理。由于含酸废液经过加碱中和处理，经常出现pH值超标或悬浮物SS超标情况，外排时对管线和环境造成严重影响，而且每年要交纳数目可观的排污费，冷轧酸废液处理成本高且难以达标排放，一直是困绕钢铁企业的环保难题。寻找一个低成本、低能耗、无污染的酸洗废液回收利用方法，具有重要的现实意义。
另外，钢铁企业产生大量的CaO含量较高的除尘灰，如某炼钢LF炉除尘灰CaO含量达50.2％，因为硫含量较高达0.712％，而无法用作炼钢溶剂或烧结溶剂，只能运到垃圾填埋厂填埋，这种方法处理LF炉除尘灰，不仅增加了企业的成本，而且也是对钙资源的一种浪费。
另一方面，氯化钙作为一种重要的化工原料被广泛用作干燥剂、织物上浆剂和防火剂、路面集尘剂、食品防腐剂、制冷剂、港口和机场及路面消雾剂、染料助磨剂、除雪剂、净水剂、烧结矿和球团矿的增效剂、氯化铝和氯化钡及钙盐的原料等，使用范围广、需求量大。氯化钙产品既可以是固体、也可以使液体，实际上，很多氯化钙产品不需要有很高的纯度，如路面集尘剂、港口和机场及路面消雾剂、烧结矿和球团矿的增效剂等，这些产品大多用纯度较高的氯化钙产品配制，经济上不划算。
受理号为200810015605.2的专利“一种利用工业废酸生产液体氯化钙的方法”提出利用块状石灰石和带钢酸洗后的废盐酸按照一定的比例进行反应，用石灰乳中和，得到一定浓度的氯化钙溶液，但未提到用冷轧酸洗废液、转炉除尘废水和除尘灰反应制备氯化钙溶液。
受理号为200610124541.0的专利“一种利用工业废弃物电石渣生产氯化钙的方法”，利用电石渣和工业盐酸在40℃～95℃条件下反应，加入活性炭脱色、加入氯化钡去除硫酸根离子，过滤、浓缩、结晶、干燥得到氯化钙。未提及用酸洗废液制备氯化钙，且该工艺流程长，并需要额外控制反应温度。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，对转炉除尘废水进行资源化利用，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用转炉除尘废水生产含杂液体氯化钙的方法。
本发明包括转炉除尘废水、酸洗废液和除尘灰或电石渣，具体步骤如下：
a、检验酸洗废液中HCl的摩尔浓度，除尘灰或电石渣中CaO的质量百分数；依据所需配制的含杂CaCl2溶液的摩尔浓度，根据下式计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的转炉除尘废水、除尘灰或电石渣、酸洗废液的摩尔数，再依据和酸洗废液中HCl的摩尔浓度、除尘灰或电石渣中CaO的质量百分比，计算生成单位体积含杂CaCl2溶液所需要加入的转炉除尘废水、酸洗废液的体积和除尘灰或电石渣的质量；
CaO+2HCl＝CaCl2+H2O
b、将除尘灰或电石渣与转炉除尘废水在配乳罐中进行乳液配制。
c、分别将b步所配的乳液和酸洗废液及转炉除尘废水加入到中和池中；
d、将c步所得溶液流入沉淀池进行静置沉淀，上层清澈即为含杂液体氯化钙溶液。
b步和c步转炉除尘废水总和等于a步计算的转炉除尘废水总量。
采用本发明方法可以取得以下有益效果：1、节约转炉除尘废水了处理成本，使该废水得到了资源化利用。除尘废水中的钙离子得到利用，避免使用高成本药剂——纯碱，节约了高额的药剂费用，同时改善了地区生态环境；2、冷轧酸洗废液得到资源化利用，不仅使酸洗废液中的残余盐酸得到有效利用，而且还降低了传统鲁滋纳法处理酸洗废液的能耗；3、除尘灰(或电石渣)得到资源化利用，节约其处理成本，避免其污染环境；4、此法制备CaCl2溶液的成本低，可以用于不同场合，钢铁行业可以因地制宜，进行少许的土建和设备费的投入就可制备此CaCl2溶液，降低企业生产成本，该方法具有很大的推广应用价值。
附图说明
图1为利用转炉除尘废水生产含杂液体氯化钙的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明：
实施例1
检验酸洗废液中HCl的摩尔浓度为2.53mol/L，LF炉除尘灰中CaO质量分数为50.20％；确定所需配制的含CaCl2废水溶液的摩尔浓度0.18mol/L。具体工艺如下：将LF炉除尘灰972.69kg和10m3的冷轧含酸废水加入配乳罐，搅拌1小时后制成石灰乳；再分别把制成的石灰乳和9.96m3的酸洗废液加入中和池，注入50.04m3的转炉除尘废水，中和后的溶液流入沉淀池进行静置沉淀，上层清澈即为CaCl2摩尔浓度为0.18mol/L的含杂液体氯化钙溶液。
实施例2
检验酸洗废液中HCl的摩尔浓度为2.53mol/L，电石渣中CaO质量分数为63.00％；确定所需配制的含杂CaCl2溶液的摩尔浓度0.10mol/L。具体工艺如下：将417.65kg的电石干渣和5.20m3的转炉除尘废水加入配乳罐，搅拌1小时后制成石灰乳；再分别把制成的石灰乳和5.53m3的酸洗废液加入中和池，注入59.27m3的转炉除尘废水，，中和后的溶液流入沉淀池进行静置沉淀，上层清澈即为CaCl2摩尔浓度为0.10mol/L的含杂液体氯化钙溶液。

Claims (2)

1.一种利用转炉除尘废水生产含杂液体氯化钙溶液的方法，包括转炉除尘废水、酸洗废液和除尘灰或电石渣，具体步骤如下：
a、检验酸洗废液中HC1的摩尔浓度，除尘灰或电石渣中CaO的质量百分数；再依据酸洗废液中HC1的摩尔浓度，除尘灰或电石渣中CaO的质量百分比，根据下式计算生成单位体积含杂CaC12溶液所需要加入的转炉除尘废水、酸洗废液的体积和除尘灰或电石渣的质量；
CaO+2HC1＝CaC12+H2O
b、将除尘灰或电石渣与转炉除尘废水在配乳罐中进行乳液配制；
c、分别将b步所配的乳液和酸洗废液及转炉除尘废水加入到中和池中；
d、将c步所得溶液流入沉淀池进行静置沉淀，上层清澈即为含杂液体氯化钙溶液。
2.根据权利要求1所述利用转炉除尘废水生产含杂液体氯化钙溶液的方法，其特征在于所述的b步和c步转炉除尘废水总和等于a步计算的转炉除尘废水总量。
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