CN103991995A

CN103991995A - 一种钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法

Info

Publication number: CN103991995A
Application number: CN201410244223.2A
Authority: CN
Inventors: 孙伟; 唐鸿鹄; 韩海生; 刘文莉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2014-08-20

Abstract

本发明涉及资源综合利用领域，尤其涉及钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，包括以下步骤：a)向钢铁冶炼尘洗涤废水中加入沉淀剂和絮凝剂，形成悬浊液；b)将悬浊液进行固液分离，并分别收集固相和液相；c)液相输送至反渗透预富集***完成碱金属和氯离子的预富集后得可用于冶炼尘洗涤的低盐水和浓盐溶液；d)将浓盐溶液进行冷冻干燥得钾盐和淡水。本发明实现了钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用，通过反渗透预富集***可以将碱金属及氯离子的预富集，及冷冻干燥，能耗相比高盐水蒸发有了大大的降低，同时这种预富集的方式在高盐废水治理中有着较为广阔的应用前景，整个工艺环境友好，经济高效。

Description

一种钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法

技术领域

本发明涉及资源综合利用领域，尤其涉及一种钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法。

背景技术

综合回收利用钢铁冶炼尘是目前钢铁行业面临的重要课题之一，然而这些钢铁冶炼尘颗粒粒径小、质量轻、易扩散，运输及处理过程极易产生大量的废气、废尘，污染环境，具有严重危害人体健康的可能，同时冶炼尘比表面积大、表面自由能高、吸附能力强。因此在综合利用钢铁冶炼尘之前往往需要对其进行除杂清洗，这一过程中产生的洗涤废水含有重金属离子、钾离子、氯离子等。若不对这些废水加以综合利用，既是污染环境，同时也是一种资源的浪费。

我国是一个农业大国，农业生产需要大量的钾肥。然而，我国又是一个钾资源严重短缺、高度依赖国际钾肥市场的发展中国家，据国家非金属矿产供需形势报告所述，钾盐是我国最为紧缺的两种非金属产品之一。

重金属废水不仅对环境污染严重而且对人类危害极大。氯离子废水将促进腐蚀反应，容易穿透金属表面的保护膜，造成缝隙腐蚀和孔蚀，对设备和建筑危害大。

因此一种高效经济的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法十分具有环境和经济意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，具有工艺环境友好、经济高效、能耗低的优点。

本发明的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，包括以下步骤：

a)向钢铁冶炼尘洗涤废水中加入沉淀剂和絮凝剂，形成悬浊液；

b)将悬浊液进行固液分离，并分别收集固相和液相；

c)液相输送至反渗透预富集***完成碱金属和氯离子的预富集后得可用于冶炼尘洗涤的氯化钾含量5～30g/L的低盐水和氯化钾含量30～100g/L的浓盐溶液；此处的反渗透的目的不同于海水淡化等通过反渗透得到淡水的过程，而是为了更有效地实现溶液中钾离子、氯离子的富集，因此在脱盐率85％～99％的情况下，能够提高***的处理效率。

d)将浓盐溶液进行冷冻干燥得钾盐和淡水。

优选的，所述钢铁冶炼尘是瓦斯灰或机头灰。在利用钢铁冶炼尘时往往需要对其进行除杂清洗，产生的洗涤废水含有重金属离子、碱金属离子和氯离子。

优选的，所述沉淀剂的加入量为洗涤废水质量的0.1％－1.0％。

优选的，所述沉淀剂为氧化钾、氢氧化钾、碳酸钾、硫化钾、氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠或硫化钠中的一种或两种以上的混合物。

优选的，所述絮凝剂的加入量为洗涤废水质量的0.05％－1.0％。

优选的，所述絮凝剂为聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或聚合氯化铝中的一种或两种以上的混合物。

优选的，所述反渗透预富集***为醋酸纤维膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚酰胺膜中的一种。

优选的，所述预富集温度为15～45℃。

优选的，所述液相在输送至反渗透预富集***前用盐酸调整pH至7.5～8.5。

优选的，所述冷冻干燥操作的温度为-10℃～-30℃，气压为1.5～9Pa。

本发明实现了钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用，通过反渗透预富集***可以将碱金属及氯离子的预富集，及冷冻干燥，能耗相比高盐水蒸发有了大大的降低，同时这种预富集的方式在高盐废水治理中有着较为广阔的应用前景，整个工艺环境友好，经济高效。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于清楚理解本发明的技术方案，下面结合实施例进行详细说明。

实施例1

针对某钢铁厂的机头灰洗涤废水进行综合利用，首先向其中加入占洗涤废水质量的0.5％的氢氧化钾作为沉淀剂，和占洗涤废水质量的0.1％的聚合硫酸铁作为絮凝剂，再将絮凝沉淀处理后的废水利用板框压滤机进行固液分离，固相用来综合回收重金属(通过浮选、重选、磁选等选矿方法中的一种或多种综合回收重金属)，所述综合回收重金属的方法为本领域常规方法，在此不再赘述。液相用盐酸调节pH至7.5～8.5之间，输送至反渗透预富集***在温度为15℃条件下进行碱金属和氯离子的预富集，保持回收脱盐率(通过反渗透膜从***进水中去除可溶性杂质浓度的百分比，下同)85％左右，完成预富集后得到可回用于冶炼尘洗涤的低盐水(氯化钾含量5～30g/L)，然后将预富集好浓盐溶液(氯化钾含量30～100g/L)在-20℃、5Pa下进行冷冻干燥，最终得到钾盐产品和淡水。废水处理前后的机头灰中主要元素的浓度如表1所示。

表1某钢铁厂机头灰洗涤废水处理前后主要元素浓度(mg/L)

项目	K	Pb	Cl
				处理前	5790	370	5236
回用水	843.4	0.1	762

实施例2

将某钢铁厂的瓦斯灰洗涤废水进行综合利用，首先向其中加入占洗涤废水质量的0.7％的氢氧化钾作为沉淀剂，和占洗涤废水质量的0.1％的聚丙烯酰胺，再将絮凝沉淀处理后的废水利用板框压滤机进行固液分离，固相用来综合回收重金属(通过浮选、重选、磁选等选矿方法中的一种或多种综合回收重金属)，所述综合回收重金属的方法为本领域常规方法，在此不再赘述。液相用盐酸调节pH至7.5～8.0之间，输送至反渗透预富集***在温度为25℃条件下进行碱金属和氯离子的预富集，保持回收脱盐率95％左右，完成预富集后得到可回用于冶炼尘洗涤的低盐水(氯化钾含量5～30g/L)，然后将预富集好浓盐溶液(氯化钾含量30～100g/L)在-25℃、8Pa下进行冷冻干燥，最终得到钾盐产品和淡水。废水处理前后的机头灰中主要元素的浓度如表2所示。

表2某钢铁厂瓦斯灰洗涤废水处理前后主要元素浓度(mg/L)

项目	K	Zn	Cl
				处理前	3801	190	3457
回用水	171.2	0.1	156

实施例3

针对某钢铁厂的机头灰洗涤废水进行综合利用，首先向其中加入占洗涤废水质量的0.4％的氧化钾作为沉淀剂，和占洗涤废水质量的0.1％的聚丙烯酰胺作为絮凝剂，再将絮凝沉淀处理后的废水利用板框剂压滤机进行固液分离，固相用来综合回收重金属(通过浮选、重选、磁选等选矿方法中的一种或多种综合回收重金属)，所述综合回收重金属的方法为本领域常规方法，在此不再赘述。液相用盐酸调节pH至7.5～8.5之间，输送至反渗透预富集***在温度为35℃条件下进行碱金属和氯离子的预富集，保持回收脱盐率90％左右，完成预富集后得到可回用于冶炼尘洗涤的低盐水(氯化钾含量5～30g/L)，然后将预富集好浓盐溶液(氯化钾含量30～100g/L)在-10℃、7Pa下进行冷冻干燥，最终得到钾盐产品和淡水。废水处理前后的机头灰中主要元素的浓度如表3所示。

表3某钢铁厂机头灰洗涤废水处理前后主要元素浓度(mg/L)

项目	K	Pb	Cl
				处理前	26713	635	20167
回用水	2548	0.4	1924

实施例4

针对某钢铁厂的瓦斯灰洗涤废水进行综合利用，首先向其中加入占洗涤废水质量的1.0％的碳酸钾和硫化钾的混合物作为沉淀剂，和占洗涤废水质量的0.1％的聚丙烯酸作为絮凝剂，再将絮凝沉淀处理后的废水利用板框剂压滤机进行固液分离，固相用来综合回收重金属(通过浮选、重选、磁选等选矿方法中的一种或多种综合回收重金属)，所述综合回收重金属的方法为本领域常规方法，在此不再赘述。液相用盐酸调节pH至7.5～8.5之间，输送至反渗透预富集***在温度为45℃条件下进行碱金属和氯离子的预富集，保持回收脱盐率85％左右，完成预富集后得到可回用于冶炼尘洗涤的低盐水(氯化钾含量5～30g/L)，然后将预富集好浓盐溶液(氯化钾含量30～100g/L)在-30℃、9Pa下进行冷冻干燥，最终得到钾盐产品和淡水。废水处理前后的瓦斯灰中主要元素的浓度如表4所示。

表4某钢铁厂瓦斯灰洗涤废水处理前后主要元素浓度(mg/L)

项目	K	Zn	Cl
				处理前	6844	962	5169
回用水	1005	0.2	759

实施例5

针对某钢铁厂的机头灰洗涤废水进行综合利用，首先向其中加入占洗涤废水质量的0.6％的氧化钙作为沉淀剂，和占洗涤废水质量的0.05％的聚丙烯酸和聚合氯化铝的混合物作为絮凝剂，再将絮凝沉淀处理后的废水利用板框剂压滤机进行固液分离，固相用来综合回收重金属(通过浮选、重选、磁选等选矿方法中的一种或多种综合回收重金属)，所述综合回收重金属的方法为本领域常规方法，在此不再赘述。液相用盐酸调节pH至7.5～8.5之间，输送至反渗透预富集***在温度为25℃条件下进行碱金属和氯离子的预富集，保持回收脱盐率95％左右，完成预富集后得到可回用于冶炼尘洗涤的低盐水(氯化钾含量5～30g/L)，然后将预富集好浓盐溶液(氯化钾含量30～100g/L)在-20℃、5Pa下进行冷冻干燥，最终得到钾盐产品和淡水。废水处理前后的机头灰中主要元素的浓度如表5所示。

表5某钢铁厂机头灰洗涤废水处理前后主要元素浓度(mg/L)

项目	K	Pb	Cl
				处理前	12617	550	9592
回用水	737	0.8	560

实施例6

针对某钢铁厂的瓦斯灰洗涤废水进行综合利用，首先向其中加入占洗涤废水质量的0.1％的氢氧化钠、碳酸钠和硫化钠的混合物作为沉淀剂，和占洗涤废水质量的1.0％的聚合硫酸铁作为絮凝剂，再将絮凝沉淀处理后的废水利用板框剂压滤机进行固液分离，固相用来综合回收重金属(通过浮选、重选、磁选等选矿方法中的一种或多种综合回收重金属)，所述综合回收重金属的方法为本领域常规方法，在此不再赘述。液相用盐酸调节pH至7.5～8.5之间，输送至反渗透预富集***在温度为25℃条件下进行碱金属和氯离子的预富集，保持回收脱盐率85％左右，完成预富集后得到可回用于冶炼尘洗涤的低盐水(氯化钾含量5～30g/L)，然后将预富集好浓盐溶液(氯化钾含量30～100g/L)在-20℃、1.5Pa下进行冷冻干燥，最终得到钾盐产品和淡水。废水处理前后的瓦斯灰中主要元素的浓度如表6所示。

表6某钢铁厂瓦斯灰洗涤废水处理前后主要元素浓度(mg/L)

项目	K	Pb	Cl
				处理前	52650	720	39797
回用水	7915	0.3	5978

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

b)将悬浊液进行固液分离，并分别收集固相和液相；

c)液相输送至反渗透预富集***完成碱金属和氯离子的预富集后得可用于冶炼尘洗涤的氯化钾含量5～30g/L的低盐水和氯化钾含量30～100g/L的浓盐溶液；

d)将浓盐溶液进行冷冻干燥得钾盐和淡水。

2.根据权利要求1所述的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，其特征在于，所述钢铁冶炼尘是瓦斯灰或机头灰。

3.根据权利要求1所述的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，其特征在于，所述沉淀剂的加入量为洗涤废水质量的0.1％－1.0％。

4.根据权利要求1所述的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，其特征在于，所述沉淀剂为氧化钾、氢氧化钾、碳酸钾、硫化钾、氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠或硫化钠中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，其特征在于，所述絮凝剂的加入量为洗涤废水质量的0.05％－1.0％。

6.根据权利要求1所述的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，其特征在于，所述絮凝剂为聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸或聚合氯化铝中的一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求1所述的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，其特征在于，所述反渗透预富集***为醋酸纤维膜、氧化石墨烯薄膜或芳香聚酰胺膜中的一种。

8.根据权利要求1所述的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，其特征在于，所述预富集温度为15～45℃。

9.根据权利要求8所述的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，其特征在于，所述液相在输送至反渗透预富集***前用盐酸调整pH至7.5～8.5。

10.根据权利要求1所述的钢铁冶炼尘洗涤废水的综合利用方法，其特征在于，所述冷冻干燥操作的温度为-10℃～-30℃，气压为1.5～9Pa。